지난 23일 25개 정부출연연구기관을 통합 관리하는 국가과학기술연구회 원광연 이사장이 취임 1년만에 서울에서 기자들과 만났다. 그동안 언론과의 접촉을 피해왔던 이사장과 공식적으로 첫 만남인데다가 최근 출연연 자율성 부여나 과제중심시스템(PBS) 개혁 등 정부출연연구기관과 관련한 다양한 사안에 대해 이야기를 들을 수 있을 것으로 기대해 많은 과학관련 취재진이 모였다. 그렇지만 기자간담회에 참석했던 이들 대부분은 실망스럽다는 반응이다. 질문에 대해 모호하고 장광설을 늘어놔 무슨 얘기를 하는지 알 수 없었다는 것이다. 그래서 기자간담회 이후 당시 오간 이야기를 풀어낸 녹취록을 다시 봐도 이해가 되지 않기는 마찬가지라는 것이다. 이 자리에서 가장 크게 논란이 된 것은 기관장이 돌연 사퇴한 한국원자력연구원에 관한 것이었다. (이사장)“원자력연구원이 국민의 신뢰를 상당부분 잃었고…문제가 생길 때마다 내가 나서야 했다. 시민단체고, 대전지역 이슈 당사자들, 인근 아파트 주민들을 제가 만나 빌다시피 했다. 시민단체들은 원자력연구원이 너무 불통이었다고 이야기하더라. (원자력연구원 원장) 취임 이후 소통이나 문제 대응이 사임의 배경이라고 생각한다.” (기자)“연구용 원자로와 발전용 원자로 차이에 대한 일반 시민의 공포는 과도하다고 할 수 있는데 적극적으로 해명하고 설명할 의무는 이사장이 갖고 있을 것 같은데 과도한 공포를 전체 의견으로 보는 것 아닌가.“ (이사장)“100% 안전하다는 과학적 근거는 없다. (한국)원자력연구원이 시내 한복판에 있는 한 절대로 (시민들이 이야기하는 안전문제를) 해소할 수 없다.” (기자)“원자력연구원을 쪼개서 통폐합하거나 이전하는 방안을 생각하고 있다는 이야기인가.” (이사장)“제2의 탄생으로 원자력연구원을 한 번 더 부활시킬 생각이다.” (기자)“그렇다면 연구용 원자로 폐로까지 고려하고 있다는 얘기로 들린다.” (이사장)“그렇게까지는 말하기 어렵다. 이전을 비롯해서 내가 공식적으로 말할 수는 없다.” 또 원 이사장은 뜬금없이 원자력연구원과 핵융합연구소의 통합에 대해서 이야기를 꺼내기도 했다. 두 기관이 별개이기는 하지만 ‘같은 소립자 연구’이기 때문에 같은 틀에서 봐야 한다는 주장이다. 원자력연구는 무거운 원자가 쪼개져 가벼운 원자로 변하는 핵분열에 관한 것이고 핵융합연구는 가벼운 원자들이 결합해 무거운 원자를 만드는 과정에서 나오는 핵융합에너지에 관한 것들이다. 전혀 다른 반응을 기초로 한 연구를 하는 연구소를 통합하겠다는 생각인 듯 싶은데 어떻게 하겠다는 것 없이 그냥 자신의 구상일 뿐이라는 것이다. 더군다나 이 같은 발언들에 대해 “구체적 계획이 있는가”를 묻는 질문에 대해 원 이사장은 “구상단계”이며 “자신의 생각일 뿐”이라고 답했다. 원 이사장의 발언을 꼼꼼히 뜯어보면 인사권자로서 관리기관 기관장의 사퇴에 대해 자신은 책임이 없다는 식의 ‘유체이탈’ 화법과 원자력연구원을 쪼개겠다는 것인지, 그렇다면 쪼갠 뒤 핵융합연구소와 통합은 어떻게 할 것인지에 대해 본인 스스로도 생각이 정리되지 않은 상태로 보인다. 또 녹취록을 보면 원자력연구원이 문제라는 생각 역시 시민단체나 인근 아파트 주민들의 이야기가 유일한 근거일 뿐이다. 사실 연구기관의 이전이나 통폐합은 연구원 부지선정과 그에 따른 해당 지자체와의 논의, 연구자들의 인사문제 등 복잡한 사안들이 많다. 또 해당 기관의 연구원 사기 문제도 있기 때문에 국가과학기술연구회 상위기관인 과기정통부를 넘어서 정부 전체에서 이야기돼야 할 부분이다. 그렇기 때문에 정부차원에서 공식적으로 논의되기 전에는 섣불리 입 밖으로 꺼내서는 안될 문제다. 정제되지 않은 기관장의 생각을 공식적인 자리에서 그저 “비공식적으로 이야기한다면”이라는 전제를 단다고 해서 무마될 일은 아니라는 말이다. 또 간담회에서 발언이 문제가 되자 간담회에 참석한 서울 지역 기자들이 아닌 대전지역의 한 언론을 통해 “그런 취지의 이야기를 한 것이 아니다”라는 해명을 하기도 했다.사실 원 이사장은 지난 1월 정부과천청사에서 열린 ‘과학기술 출연연 발전방안’ 브리핑 때도 본인이 하고 싶은 말만 하고 취재진의 질의응답은 받지 않고 사라진 뒤 문제가 되자 연구회 홍보실을 통해 “과기정통부에서 차관님과 이사장님은 질의응답을 받지 않고 나가는 것으로 정해줬다”고 과기부에 책임을 떠넘겼던 적이 있다. 다른 사람의 의견을 듣지 않는 것이나 신중해야 할 부분에 대해 자신의 생각을 거르지 않고 이야기하는 것은 손바닥의 앞과 뒤처럼 크게 다르지 않다. ‘과학기술 홍보 장관으로 기억되겠다‘는 주무 장관이나 정제되지 않은 발언을 쏟아내는 한없이 가벼운 입을 가진 기관장의 모습을 보면 한국의 과학기술 정책이 어디로 가는지 안타까울 뿐이다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

중국의 ‘인조태양'(人造太阳)이 17일 1억℃를 기록하는 등 상용화 전초에 돌입했다. 지난 2003년 인조태양 제작 완료 사실이 중국 언론을 통해 공개된 지 약 13년 만이다. 인조태양(핵융합실험장치)은 태양처럼 인류에게 무한한 청정 에너지를 제공할 수 있을 것으로 기대를 모으고 있다. ‘인조태양’은 중국 정부가 자체적으로 설계하고 연구 개발한 장비다. 전통적인 화학 에너지와 비교해 핵 융합 에너지는 ‘클린에너지’에 속하며, 에너지 채취가 용이하다는 특징이다. 중국의 인조 태양 사업은 국제 열핵실험원자로(ITER)계획의 일환으로 추진, ITER 계획의 목적은 해수 중에서 수소의 동위원소 듀테륨을 추출해 핵융합 반응에 이용하는 것이다. 이는 곧 대규모 에너지 생산을 가능하게 하는 과정으로 학계에서는 태양의 에너지 생산 과정과 매우 유사하다는 분석이다. 단, 열핵융합은 1억℃의 고온 조건에서만 실현될 수 있다. 인조 태양은 지금껏 운영되고 있는 원자력 발전 방식과 비교해 ‘친환경적’이라는 평가를 받아오고있다. 현재 상용화된 원자력 발전 형태는 우라늄과 플루토늄 등 중금속 원소를 활용한 방식이다. 하지만 중국이 ‘인조태양’ 사업을 통해 도전해오고 있는 열핵융합은 중금속 등 재생불가능한 자원이 소모되지 않는다. 때문에 방사성 노출 위험 등이 없다는 장점을 가지고 있다. 인조태양은 핵융합이 에너지로 전환되는 원리를 이용, 두 개의 가벼운 원자핵이 한 개의 무거운 원자핵을 형성하며 에너지를 방출하는 형태다. 양쪽 끝이 도너츠 모양인 진공 용기 주위에서 조성된 자기장 전류를 활용, 핵융합 원료를 수 억도로 가열해 핵 융합 반응을 발생시키는 형태다. 다만, 핵융합 시 발생하는 에너지를 전화하기 위해서는 대규모 자금이 소요된다. 중국 정부는 이번 사업을 ‘국가 대 과학공정'으로 지정, 약 100억 달러 규모의 연구 개발 비용을 투자한 상태다. 2003년 중국과학원 산하 ‘플라즈마 이온체 연구소’에서 처음 시작된 ‘인조태양’ 제작 사실이 외부에 알려진 직후 비관적인 시선이 다수였다. 실제로 중국 정부 ‘인조태양’ 제작 도전에 대한 내용이 해외 언론을 통해 보도된 직후 다수의 학자와 서구 언론은 ‘중국의 (인조태양) 사업이 상용화에 성공하려면 최소 50년이 소요될 것’이라는 비관적인 전망을 내놓은 바 있다. 당시 서방 언론은 중국이 30∼50년이 걸려야 원자탄과 인공위성을 발사할 수 있을 것이라고 예측했다. 하지만 불과 15년이 흐른 올해 ‘인조태양’ 1억℃ 실험에 성공하며, 중국 과학계에서 매우 고무적인 분위기가 조성됐다. 더욱이 2009년 무렵 ‘인조태양’ 실험장치를 통해 5500만℃의 고온을 얻은 이후 약 10여 년 만에 1억℃의 고온을 기록했다는 평가다. 한편, 이번 연구 성공을 통해 중국과학원은 ‘자성밀폐융합’ 연구 분야 선진국으로 불리게 됐다는 평가다. 특히 이번 인조 태양 실험은 에너지 결핍으로 곤혹을 치르고 있는 중국에 풍부한 에너지 자원을 공급할 수 있을 것이라는 전망이다. 임지연 베이징(중국) 통신원 cci2006@naver.com

천문학자들이 독특한 사연을 지닌 쌍성계를 발견했다. 지구에서 큰개자리 방향으로 1만4000광년 떨어진 행성상 성운인 M3-1은 태양 같은 별이 죽고 남은 가스 성운으로 우주 공간으로 흩어지는 별의 잔해다. 하지만 호랑이가 죽어서 가죽을 남기듯 별 역시 그냥 사라지는 것이 아니라 중심부에 남은 물질이 뭉쳐 백색왜성 같은 새로운 천체를 만든다. 국제 천문학자 팀은 이 과정을 상세히 연구하기 위해 허블우주망원경을 이용해 M3-1을 관측했다. 그런데 관측 결과 성운 중심에 있는 별이 하나가 아니라 두 개라는 사실이 밝혀졌다. 하지만 이는 전혀 예상치 못했던 결과는 아니다. 행성상 성운 중심 쌍성계는 죽은 별이 남긴 백색왜성과 아직 살아있는 동반성으로 구성된 쌍성계로 의외로 드물지 않다. 우주에는 두 개의 별이 서로의 질량 중심을 공전하는 쌍성계가 흔하고 형제별 가운데 하나가 먼저 죽으면 이런 이종 쌍성계가 형성되기 때문이다. 연구팀이 놀란 진짜 이유는 이 두 별이 너무 가까이 있었기 때문이다. 연구의 리더인 스페인 카나리아 천문연구소 데이빗 존스에 의하면 두 별의 공전 주기는 3시간에 불과해 사실상 거의 붙어있는 수준이다. 물론 허블우주망원경을 포함해 어떤 망원경으로도 이렇게 붙어 있는 별을 분리해 관측하는 건 불가능하다. 대신 과학자들은 주기적인 밝기 변화를 확인해 공전 주기를 계산했다. 이번 발견은 역대 가장 짧은 공전 주기를 지닌 행성상 성운 중심 쌍성계로 기록됐다. 이 발견은 단지 공전 주기가 짧은 것 이상의 의미가 있다. 너무 가까운 거리 때문에 동반성의 표면 물질은 빠른 속도로 백색왜성으로 흡수된다. 백색왜성은 매우 압축된 천체이므로 표면 중력이 극단적으로 커서 흡수된 가스는 고온 고압 상태로 압축된다. 이렇게 백색왜성의 표면에 모인 수소 가스는 어느 순간 임계점을 넘으면 강렬한 핵융합 반응을 일으키면서 폭발한다. 어두운 별이 갑자기 밝기가 100만 배 커지는 신성(nova)이 되는 것이다. 밤하늘에 갑자기 새로운 별이 보이는 신성은 오래전부터 인류의 관심을 끌었다. 과학자들은 그 정체가 사실 격렬한 핵융합 반응이라는 것을 밝혀냈지만, 아직도 풀리지 않는 미스터리가 남아 있다. M3-1은 머지않아 신성이 될 후보로 백색왜성의 진화와 신성 폭발을 연구할 좋은 기회가 될 것이다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

지난 30년간 풀리지 않았던 핵융합 연구의 난제가 인공지능(AI) 기술과 슈퍼컴퓨터의 도움으로 해결되는 날이 올지도 모르겠다. 27일(현지시간) 영국 일간 데일리메일 등 외신에 따르면, 미국 차세대 슈퍼컴퓨터 ‘오로라’의 첫 번째 프로젝트로 미국 프린스턴 플라스마 물리연구소(PPPL)가 개발 중인 핵융합 연구용 AI 시스템이 선정됐다. 미국 에너지부(DOE)와 프린스턴대가 공동으로 운영하는 이 핵융합 연구기관은 현재 핵융합 최대 난제 ‘핵융합 플라스마 경계면 불안정성 현상’(ELM·Edge-Localized Mode)을 해결하는 데 도움이 될 AI 시스템을 개발하고 있다. 핵융합 발전을 실현하려면 자기장을 이용해 고온의 플라스마를 안정적으로 가둘 수 있어야 한다. 현재 연구자들이 가장 흔하게 시도하고 있는 방식은 ‘토카막’이라는 용기를 이용하는 것이다. 하지만 도넛 모형의 이 원형 용기에 갇힌 플라스마는 내벽과 플라스마 사이의 큰 압력 차 때문에 불안정하다. 특히 핵융합 플라스마 경계면에는 두루마리구름처럼 규칙적인 모습을 가진 운전에 해로운 불안정성 현상인 ELM이 나타난다. ELM은 플라스마 가장자리를 붕괴시켜 안정적인 핵융합 반응을 방해한다. 이 때문에 ELM의 이해와 제어가 핵융합계에서 중요한 문제로 다뤄지고 있다. 즉 이런 장애를 예측하고 제어하는 AI 시스템을 과학자들이 개발하고 있는 것이다. 관련 연구에 참여 중인 PPPL의 윌리엄 탕 연구원은 “우리 연구는 AI의 딥 러닝 방식에서 나올 수 있는 진보를 가속화하기 위해 슈퍼컴퓨터의 능력을 이용할 것”이라고 말했다. 오는 2021년 안에 아르곤 국립연구소에서 가동될 ‘오로라’는 미국 최초의 엑사급 슈퍼컴퓨터로, 초당 1퀸틸리언(100경) 회의 계산을 수행할 수 있는데 이는 현재 가장 강력한 슈퍼컴퓨터들보다 50~100배 빠른 속도다. 연구팀은 AI 기술과 슈퍼컴퓨터를 활용해 한국과 미국, 러시아, 유럽연합(EU), 중국, 일본, 인도 등이 공동 개발 중이며 프랑스에 건설되고 있는 국제핵융합실험로(ITER) 등 토카막 장치의 장애를 예측하고 제어하기 위해 실험적으로 검증할 수 있는 방법을 개발하려고 애쓸 것이다. 한편 ITER은 인류 역사상 가장 복잡한 과학 프로젝트다. 이 핵융합 실험로는 핵융합 반응을 위해 태양의 핵보다 10배 더 뜨거운 섭씨 1억5000만 도까지 가열된다. 이 과정은 토카막 용기 안에서 발생한다. 이는 거대한 자석에 둘러싸여 과열된 이온화 플라스마를 내벽에서 멀리 떨어진 곳에서 순환시킨다. 이때 초전도 자석은 성간 공간만큼 차가운데 영하 269도까지 냉각돼야 한다. 사진=ITER 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

우리 주변에서 가장 강한 방사선원(原)은 지구와 생명의 근원 에너지인 태양이다.지구에서 발생하는 열 중 83%는 우라늄, 토륨 등 방사성동위원소 붕괴에서 나온다. 태양은 수소 핵융합 반응으로 다량의 방사선을 방출한다. 이런 자연 방사선은 다양한 환경을 조성하고 수많은 생물이 진화하는 데 큰 영향을 미쳐왔다. 우리 몸은 산소, 탄소, 수소, 질소 등으로 이루어져 있다. 수소는 우주가 생성되면서 생긴 것이고 산소, 탄소, 질소 등은 태양보다 무거운 별이 탄생하고 폭발하기를 반복하면서 나온 재료이다. 우주 진화의 역사를 그대로 포함하고 있는 인체에 방사선을 방출하는 물질이 담겨 있는 것은 어쩌면 당연하다. 실제로 70㎏ 성인의 경우, 몸을 구성하는 탄소와 칼륨 방사성 동위원소에서 방출하는 방사선 개수는 대략 초당 7300개 정도나 된다. 뢴트겐이 X선을 발견해 1901년 첫 노벨상을 탄 이후 100년 이상의 시간이 흐른 지금은 X선 촬영장치 없는 의료 현장은 상상할 수 없다. 방사선 기술이 발전할수록 보안검색기, 컴퓨터단층촬영장치(CT), 양전자단층촬영장치(PET), 방사선암치료기 등으로 적용 범위가 넓어지고 있다. 최근 논란이 된 라돈 사태는 방사선 방출 물질을 일부에서 오용한 결과다. ‘편리함은 동시에 위험도 갖고 있다’는 말이 있다. 맛있는 음식을 만드는 데 사용하는 칼이 잘못 쓰이면 사람을 죽이는 물건이 되는 것처럼, 방사선 기술도 누가, 어떻게, 어떤 지식을 바탕으로 사용하는지에 따라 유용성과 위험성이 나뉜다. 지난 100여년간 많은 연구와 기술개발로 우리는 마침내 방사선이라는 칼을 제대로 활용할 수 있는 수준에 올랐다. 방사선은 그 자체보다 사용자 과실로 생기는 위험성이 더욱 크다. 방사선을 유용하게 사용할 수 있는 기술적 장치의 개발은 지속적으로 추진해야 한다. 특히 방사선에 대한 공포감을 줄이기 위해서라도 기존보다 저렴하면서 기능이 우수하고 손쉽게 사용할 수 있는 휴대용 소형 방사선 계측기 개발이 시급하다. 방사선은 언제나 우리와 함께 해 왔다. 방사선을 안전하게 이용하기 위해서는 막연한 두려움에서 벗어나 방사선을 깊이 이해하는 데서 출발해야 한다. 이와 함께 제도적 보강과 기술 개발을 병행한다면 방사선 기술은 더 안전하고 편리한 세상을 만드는 데 기여해 나갈 것이다.

태양계에서 가장 질량이 큰 천체는 두말할 것도 없이 태양이다. 얼마나 클까? 태양계의 모든 식구들, 태양과 8개 행성, 수백개의 위성, 수천억 개의 소행성 등등을 밀가루반죽처럼 한데 뭉쳐서 그중 태양이 차지하는 비중을 계산해보면 무려 99.86%에 달한다. 태양 외 기타 등등은 기껏해야 0.14%라는 얘긴인데, 정말 어처구니가 없을 정도로 미미하다. 그뿐만이 아니다. 그 기타 등등의 90%를 목성과 토성이 차지한다고 하니, 지구를 포함한 태양계 기타 등등은 고작 0.014%라는 얘기다. 그렇다고 태양이 큰 별 축에 속하냐 하면 그런 것도 아니다. 우리은하에 있는 약 4천억 개의 별 중 중간치 크기에 속하는 별이다. 그러니까 별들 중 반 이상이 태양보다 크다는 뜻이다. 밤하늘에서 반짝이는 별들은 거의가 태양의 수십 배 내지 수백배 큰 별이라고 보아 거의 틀림이 없다. 그렇다면 이들 별 중에서 가장 질량이 큰 별은 태양의 몇 배나 될까? 현재까지 관측으로 밝혀진 바에 따르면, 최대 질량의 별은 R136a1이라는 별로, 우리 태양 질량의 300배를 넘는 것으로 알려져 있다. 타고난 질량이 별의 운명을 결정한다 보통 R136a1로 불리는 RMC 136a1 별은 지구에서 약 16만 3,000광년 떨어진 타란툴라 성운에 있는 별이다. 즉, 우리은하 바깥에 있는 별로서, 우리은하의 위성은하 중 하나인 대마젤란 은하 속의 별이라는 뜻이다. 남아프리카 공화국의 래드클리프 천문대 소속의 천문학자들은 1960년 나중에 RMC 136이라고 명명한 성단을 처음으로 발견했다. 허블 우주 망원경이 이 성단을 조사해본 결과, 성단은 200개 이상의 아주 밝은 별들로 구성되어 있었다. 그중 가장 질량이 큰 별이 바로 RMC 136a1로, 태양 질량의 315배나 되는 엄청난 질량의 거성이었다. 사람으로 치면 R136a1은 엄청난 과체중인 셈이지만, 사람과는 달리 나이를 먹어감에 따라 점차 체중이 줄어든다. 현재 이 별의 나이는 약 100만 년 남짓으로 거성으로서는 중년을 막 넘긴 셈이다. 과체중이 단명한다는 이치는 별의 세계에서도 그대로 통한다. 태양같은 중간치 별들은 약 100억 년을 살지만, R136a1 같은 거성은 고작 몇백만 년이면 생을 마감한다. 내부의 엄청난 중력과 압력으로 수소핵융합 반응이 격렬하게 일어나기 때문이다. R136a1이 태어날 때의 체중은 태양 질량의 320배 정도 되었을 것으로 추정되고 있지만, 이미 자기 체중의 5분의 1, 그러니까 태양 50개에 맞먹는 질량을 우주공간으로 방출했다. 이처럼 지금까지 우주에서 가장 무거운 별로 알려진 R136a1이지만, 가장 큰 별은 아니다. 태양지름의 약 30배나 되기는 하지만, 가장 큰 별에 비하면 거의 난쟁이 수준에 지나지 않는다. 지금까지 알려진 최대의 별은 UY Scuti라는 별로, 무려 태양 지름의 1,700배에 달하는 거대한 덩치를 자랑한다. 하지만 이 별의 질량은 태양의 30배에 지나지 않는다. 메이드 인 스타 만약 R136a1을 끌어다가 태양 자리에다 갖다놓는다면, 태양의 밝기는 지금 달 정도의 밝기로 비례 축소될 것이다. 게다가 그것의 강력한 방사선은 지구에 심각한 상황에 빠뜨릴 것이다. 그리고 별의 무거운 질량은 지구의 1년 길이를 3주나 줄일 것이며, 지구는 방사선 물질로 멱을 감아 어떠한 생명체도 살아남지 못할 것이다. R136a1과 같은 별을 '볼프-레이에 별'(Wolf-Rayet Star)이라 부르며, 태양 질량의 20배 이상인 별들이 나이를 먹고 진화하여 초속 2000km 이상의 강력한 항성풍을 통해 막대한 질량을 상실한다. 수백만 년 동안 약 태양 질량의 10배 물질을 우주공간으로 방출할 수 있다. 따라서 이런 거대한 별들은 방사선 등으로 환경에 심대한 영향을 줄 수 있다. 볼프-레이에 별은 태양의 대략 100억년의 수명보다 훨씬 짧으며 약 500만년 밖에되지 않는다. 과학자들은 은하에서 200개가 넘는 볼프-레이에 별을 알고 있지만, 은하수는 2000 개가 넘는 것으로 추정되며 대부분은 먼지에 의해 숨겨져 있다. 대략 볼프-레이에 별의 절반은 다른 거대한 별, 블랙홀 또는 중성자별과 같은 동반자를 가진 것으로 생각된다. 거대한 별의 최후는 극적이다. 태양 수십 배의 질량과 덩치를 가진 존재가 한순간 폭발로 임종을 맞는 것이다. 그러면 핵융합으로 버린 모든 원소들뿐 아니라, 폭발 순간 엄청난 온도와 압력으로 나머지 중원소들을 만들어 우주공간으로 흩뿌린다. 이것이 바로 초신성 폭발이다. 그러나 신성이 아니라 늙은 별의 임종인 셈이다. 그리고 이 별의 잔해들이 모여 다시 새로운 별을 만든다. 이른바 별의 윤회다. 인간을 비롯한 모든 생명들은 이 별의 윤회 과정에서 나타난 산물에 다름아니다. 우리 몸을 이루고 있는 모든 원소들은 별의 몸 속에서 그리고 별의 먼지에서 나온 것들이다. 별이 제 몸을 아낌없이 우주로 내놓지 않았더라면 사람도, 다른 생명도 존재할 수 없었을 것이다. 이것이 바로 별과 인간의 관계, 나와 우주의 관계인 것이다. 우리는 말하자면 메이드 인 스타인 것이다. 그런 점에서 긍지를 느껴도 좋지 않을까? 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　

정처없이 우주를 떠도는 일명 '떠돌이 행성'이 미국 연구팀에 의해 새롭게 이름을 올렸다. 최근 미국 애리조나 주립대학 등 연구팀은 지구에서 약 20광년 떨어진 곳에 위치한 ‘SIMP J01365663+0933473’이 떠돌이 행성으로 확인됐다는 연구결과를 ‘천체물리학저널'(The Astreophysical Journal)에 발표했다. 태양계의 '큰형님' 목성보다 질량이 12.7배나 더 큰 SIMP J01365663+0933473은 사실 지난 2016년 거대 전파 망원경인 VLA(Very Large Array)에 처음 포착됐다. 당시 전문가들은 이 천체를 갈색왜성으로 분류하고 연구를 진행해왔으나 이번에 연구팀은 떠돌이 행성으로 결론지었다. 갈색왜성은 목성 질량의 13배에서 80배 사이의 천체로 행성과 달리 핵융합 반응을 일으킬 수 있으나 안정적인 핵융합 반응을 유지할 수 없어 흔히 실패한 별로 불린다. 곧 태양같은 항성이라고 하기에는 작고 그렇다고 행성으로 보기에는 큰 것이 갈색왜성이다. 이에반해 떠돌이 행성은 이름만큼이나 흥미로운 특징을 가졌다. 일반적으로 행성은 지구처럼 모성(母星)인 태양 주위를 공전하지만 우주에는 드물게 ‘엄마’ 없이 정처없이 떠도는 행성도 있다. 전문가들은 이를 '고아 행성', '떠돌이 행성' 혹은 '유목민 행성'이라고도 부른다. 모항성의 중력권 내에서 공전하지 않는 이들 떠돌이 행성은 그렇다고 제멋대로 떠돌아다니는 것은 아니다. 홀로 외로이 은하 중심에 대하여 공전하고 있는 것이다. 과학자들은 떠돌이 행성이 원래는 모항성 주위를 돌다가 어떤 이유로 중력 균형을 잃어버려 튕겨져나왔거나, 애초에 성간물질들이 중력으로 뭉쳐져 항성이나 갈색왜성처럼 홀로 태어났을 것으로 추측하고 있다. 이번에 연구팀이 밝혀낸 SIMP J01365663+0933473의 특징은 먼저 2억 년 정도의 어린 나이로 표면 온도는 825°C로 '핫'하다는 사실이다. 특히 이 행성에서 지구의 오로라와 같은 현상이 관측됐는데 연구팀은 목성의 약 200배에 달하는 강한 자기장이 이와 연관돼 있을 것으로 보고있다. 논문의 선임저자인 멜로디 카오 박사는 "SIMP J01365663+0933473는 행성과 갈색왜성의 경계에 서있다"면서 "항성과 행성에서 발생하는 자기장을 이해하는데 도움을 줄 수 있을 것"이라고 설명했다. 이어 "전파 망원경을 이용한 이번 연구를 통해 향후 좀처럼 찾기힘든 다른 떠돌이 행성을 비롯한 여러 외계행성을 발견할 수 있을 것"이라고 내다봤다. 　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

별만 둥근 것이 아니라, 지구나 달도 다 둥글다. 여기서 ‘천체는 다 둥글다’란 대체적인 결론을 내릴 수 있다. 그런데 왜 개성 없이 똑같이 둥글기만 할까? 정답은 중력의 작용 때문이다. 지구가 공처럼 둥글다는 사실을 인류가 맨처음 직접 눈으로 확인한 것은 1972년 12월 7일이었다. 달로 향하던 아폴로 17호의 승조원들이 되돌아본 지구의 모습은 ‘푸른 구슬’ 하나가 우주에 둥실 떠 있는 광경이었다. 선장 유진 서넌은 이 광경을 렌즈에 담았고, ‘푸른 구슬’이라는 뜻의 블루 마블(The Blue Mable)이라는 이름으로 가장 유명한 천체사진으로 등극했다. 이처럼 지구가 공같이 둥근 것은 중력의 세기가 거리와 밀접한 관계가 있기 때문이다. 물질은 중력으로 뭉쳐지게 되는데, 중력은 중심에서 작용하는 힘으로, 중력의 방향은 항상 물체의 중심으로 향한다. ​중심에서 주위의 어느 쪽으로도 치우쳐지지 않는 균형된 중력의 세기를 유지하는 도형, 그것이 바로 구인 것이다. 자연은 이유 없이 어떤 것을 특별히 봐주지 않는다. 이처럼 방향에 구애받지 않는 성질을 구대칭이라 한다. 좀더 구체적으로 설명하면, 중력은 물체를 위치 에너지가 높은 곳에서 낮은 곳으로 움직이게 만들므로 물질들은 위치 에너지가 낮은 곳에서부터 쌓이기 시작한다. 따라서 높낮이가 심한 표면의 울퉁불퉁함이 점차 매끈하게 변형된다. 덩치가 큰 행성의 중력은 중심을 향해 구형 대칭으로 작용하기 때문에 물질이 구형으로 쌓이게 되면서 공 같은 구형을 이루게 된다. 이는 지구뿐 아니라 별이나 큰 행성, 위성들 마찬가지다. 천체의 지름이 500km가 넘으면 중력의 힘이 압도적이 되어 제 몸을 둥글게 주물러 구형으로 만드는 것이다. 이에 비해 작은 소행성들이 감자처럼 울퉁불퉁하게 생긴 것은 덩치가 작아 제 몸을 둥글게 주무를 만한 중력이 없기 때문이다. 그런데 사실 지구는 완전한 구체는 아니다. 극 지름보다 적도 지름이 43km 더 긴 배불뚝이다. 하지만 그 비율은 0.3%에 지나지 않으므로 거의 완벽한 구형이라 할 만하다. 가스 행성인 목성이나 토성은 더 심한 배불뚝이인데, 그것은 자전속도와 깊은 관계가 있다. 축을 중심으로 빠르게 자전하는 천체는 적도 방향으로 원심력이 작용하므로 적도 부분이 부풀게 되는 것이다. 별의 경우에는 가스체이므로 구형이 아닌 것은 존재할 수가 없다. 항성이 되기 위한 최저 질량의 한계가 태양질량의 8.3% 또는 목성 질량의 87배가 되어야 한다는 사실이 알려져 있다. 우주에서 발견된 가장 작은 별은 'EBLM J0555-57Ab'라는 항성으로, 그 크기는 목성(지름 14만km)보다 작고 토성(지름 12만km)보다 약간 큰 정도다. 만약 이보다 더 작으면 수소 핵융합이 불가능한 것으로 보인다. 그런 천체를 갈색왜성이라 한다. 가스체인 별은 자전할 때 적도 부분이 더 큰 원심력을 받으므로 적도 지름이 좀더 큰 배불뚝이 구형을 띤다. 참고로, 밤하늘의 별이 둥글게 보이지 않고 별표(★)처럼 보이는 것은 지구 대기의 움직임이 별빛을 산란시키기 때문이다. 강바닥에 있는 돌을 물 밖에서 볼 때 일렁여 보이는 것과 같은 이치다. 그래서 천문대를 대기 일렁임이 적은 높은 산 위에다 세우는 것이다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　

1960년 7월 미국 휴스 연구소의 시어도어 메이먼 박사는 여러 과학자들과 보도진 앞에서 붉은색을 띠는 한 가닥의 빛으로 풍선을 터뜨려 보였다. ‘루비 레이저’였다. 그때부터 이 빛의 마술은 새로운 도구로서 과학사에 획기적인 한 페이지를 추가했다.레이저의 역사는 덴마크의 물리학자 닐스 보어가 가설을 발표한 1913년으로 거슬러 간다. 1917년 아인슈타인이 종합적인 레이저 이론을 정립했다. 레이저가 의학에 처음 도입된 해는 1964년으로 이스라엘의 외과의사 샤프란에 의해서다. 현재는 다양한 종류의 레이저가 개발돼 군사, 공업, 의료, 핵융합, 계측, 광통신에 이르기까지 널리 이용되고 있다. 레이저광은 단일 파장 동위상의 빛이다. 빛은 파장마다 일정한 색을 갖고 있으므로 단일 파장인 레이저광은 단일색이 된다. 레이저의 선명한 색의 비밀은 여기에 있다. 다만 레이저에 모두 색이 있는 것은 아니다. 가시광 이외의 파장을 가진 레이저광은 모양, 색깔이 없다. 또 자연광에 비해 잘 다듬어진 ‘깨끗한 물결’의 빛이라고 할 수 있다. 레이저광은 아무리 멀리 가도 빛이 퍼지지 않는다. 반면 자연광은 사방으로 흩어져 버린다. 태양광은 직경 1000분의1㎜ 크기에 모으는 것이 어렵지만 레이저광이라면 가능하다. 1㎽ 출력의 레이저라도 단위면적당 태양광의 100만배 에너지 밀도가 된다. 출력 여하에 따라서는 사람을 살상할 능력까지 지닐 수 있다. 레이저광에 공포감을 가진 이들이 ‘살인광선’이라는 달갑지 않은 이름을 붙인 것도 이해가 간다. 레이저는 1984년 미국 식품의약국(FDA)의 승인을 받은 이래 널리 보급돼 진단과 치료 등 의학 전반에 걸쳐 빼놓을 수 없는 분야가 됐다. 진단 용도로는 생체 조직의 생화학적 성분조사, 청각 기능검사, 망막의 해상력 판별, 암의 조기 발견에 사용한다. 특히 필자의 분야인 안과 분야에서는 안구의 투명성을 이용해 ‘레이저 빛간섭 단층 촬영’을 해 생체 단면을 관찰하고 진단하려는 시도가 활발하다. 망막의 빛간섭 단층 촬영은 이제 안과 필수검사 중 하나가 됐다. 망막병변의 크기를 ㎚단위로 계측하며 진단, 치료 경과 추적에 유용하다. 백내장 수술 전에는 레이저 안구계측으로 최적의 수술 결과를 얻으려 노력하기도 한다. 치료 용도의 레이저는 피부 모반·혈관종·문신 제거, 치아 치료, 결석 파괴, 뇌종양·후두암 등 암의 파괴, 절개, 지혈 등 다방면에서 사용하고 있다. 현재 내시경 수술에는 대부분 레이저를 사용하고 있다. 잘 알려진 것이 ‘레이저 메스’다. 렌즈로 레이저광을 모아 생체조직을 순간적으로 증발시켜 절개하는 것이다. 출력을 100도 이하로 낮추면 조직이 응고돼 출혈이 많은 분위의 수술에 적합하다. 최근에는 다음 단계 진전도 이뤄지고 있다. ‘헤마토프로필린 유도체’라는 색소를 몸속에 주입하면 성장 속도가 빠른 암세포만 반응한다. 이때 색소에 흡수되기 쉬운 레이저를 쬐면 암세포의 발육이 억제되고 세포 노화를 일으키는 ‘프리 래디컬’이라는 물질이 생성돼 암세포를 죽이는 원리다. 의공학은 ‘공학·과학의 원리를 도입해 생물학, 의학의 문제점을 이해하고 해결하는 학문’이라는 점에서 볼 때 영역이 실로 방대하다. 레이저, 전기 신호, 초음파, 방사선, 자기공명 등 셀 수 없이 많은 공학 기술이 생명의 원리를 탐구하고 인류의 건강에 이바지하고자 지속적으로 발전해 왔다. 지금껏 적용해 온 공학기술보다 앞으로의 이야기가 더 풍부할 것으로 기대되니 의공학자들이 할 일이 나무나 많다.

국민의 삶의 질(Quality of Life) 향상과 사회문제 해결을 위한 과학기술계의 움직임이 빨라지고 있다. 과기정통부 과학기술혁신본부는 ‘과학기술 기반 국민생활(사회) 문제 해결을 위한 종합계획’을 수립 중이고 국민의 현안을 해결하기 위한 국민생활 연구에 착수했다. 올해는 우선 대국민 설문조사와 전문가 간담회를 거쳐 ‘재활용 필요 없이 자연 분해되는 플라스틱 대체 소재 개발’과 ‘소비자들이 먹거리 내 유해물질 포함 여부를 간편하게 판별할 수 있는 기술’을 선정해 수요자가 직접 참여하는 리빙랩(Living Lab)을 통한 실증 단계까지 지원할 계획이라고 한다. 국가과학기술연구회는 산하 25개 정부 출연 연구기관과 공동으로 먹거리 안전, 사이버 보안, 고령과 안전, 지진, 태풍과 집중호우, 환경성 유해인자, 화재안전, 미세먼지, 화학물질 공포증 등 국민 안전과 관련한 현안을 다루기 위한 국민생활안전포럼을 개최하고 있고, 한국과총 역시 국민생활과학포럼을 개최하고 국민 건강, 재난·재해, 안전, 환경 등 국민생활 문제 해결을 위한 과학기술의 역할을 모색하는 데 동참하고 있다. 과학기술계의 이런 움직임은 때늦은 감은 있지만 바람직하다. 그런데 왜 지금까지는 이런 노력을 하지 않았을까. 사실 선진국에서는 이미 오래전부터 ‘국가 경쟁력 제고’와 함께 ‘삶의 질 제고’를 국가 과학기술 지원의 주된 목표로 설정하고 실천해 오고 있다. 우리나라는 왜 이제야 이런 문제에 관심을 기울이게 된 것일까. 돌이켜 보면 우리나라 국가과학기술사업은 1982년에 130억원 규모로 특정 연구개발 사업부터 시작됐다. 연구비는 적고 지원해야 할 곳이 많았다. 그래서 우선 정밀화학, 생명공학, 신소재, 반도체, 기계류·부품·소재 국산화에 집중하고 에너지 절약 등을 통한 제조업 경쟁력 강화로 국가 경쟁력 제고를 목표로 할 수밖에 없었다. 한마디로 삶의 질을 위한 국가 연구개발까지 지원할 여력이 없었다. 덕분에 우리나라는 과학기술 황무지 상태에서 시작해 비교적 짧은 기간 안에 반도체, 컴퓨터, 디스플레이, 통신, 정밀화학, 에너지, 기계·소재, 첨단생산기술 등은 물론 우주, 항공, 해양, 핵융합 분야에 이르기까지 많은 분야에서 괄목할 만한 성과를 이룰 수 있게 됐다. 그동안 과학기술을 둘러싼 여건도 많이 변화했다. 기업 연구소가 4만여개로 늘었고, 국가 연구개발 예산 역시 20조원 규모로 확대됐다. 기업 부문과의 적정한 역할 분담 아래 정부·공공 부문의 역할이 어느 정도 제자리를 잡아 갈 여건이 만들어졌다고 볼 수 있다. 더이상 빠른 추격자 전략이 통하지 않게 된 이상 우리만의 기초·원천기술 확보를 목표로 해야 할 것이며, 민간 부문이 담당하기 어려운 대형 복합연구, 공공복지 관련 연구, 그리고 삶의 질 제고와 각종 사회문제 해결에 중점을 두어야 할 것이다. 편리하고, 안전하고, 풍요롭고, 건강한 삶에 대한 관심과 요구가 어느 때보다 높아지는 최근의 추세를 잘 반영하는 길이기도 하다. 과학기술혁신본부에서도 마침 4차 산업혁명의 등장과 삶의 질 향상 요구 증대 등 새로운 환경 변화를 반영해 발전된 ‘국가혁신모델(National Innovation System) 2.0’을 통해 삶의 질, 국민 참여 등 기존에 미흡하게 다루었던 부문을 보완하고 지역 균형발전, 사회적 가치 창출을 위한 공공(연)의 역할도 중시할 것으로 알려지는 점은 환영할 만한 일이다. 한 가지 유념할 점은 여전히 제조업 경쟁력 강화 등 경제성장을 위한 과학기술 지원이 중요하다는 것이다. 지나치게 삶의 질 제고와 사회문제 해결의 중요성을 강조한 나머지 제조업 경쟁력 강화를 소홀히 하거나 비중을 축소하는 일은 결코 없어야 할 것이다. 아울러 아무도 가 보지 않은 길을 가야 하는 기초·원천 연구와 달리 삶의 질 향상 및 사회문제 해결 연구는 비교적 목표가 뚜렷한 점을 감안해 이에 적절한 연구 전략을 적용해야 한다. 앞으로도 국가 과학기술 지원을 통한 ‘국가 경쟁력 제고’와 ‘삶의 질 향상’을 위한 정부의 노력은 계속될 것이며, 실질적이고 가시적인 성과가 속출할 것으로 기대된다. 그리고 가까운 미래에는 OECD 국가 중 하위권을 맴도는 우리나라 삶의 질 지수 역시 한 단계 점프할 것이다.

검은 과부거미(black widow spider)는 짝짓기 이후 암컷이 수컷을 잡아먹기 때문에 이같은 명칭이 붙었다. 그런데 천문학자들도 동반성을 흡수하는 중성자별에 같은 이름을 붙였다. 블랙 위도우 펄서(black widow neutron star/pulsar)는 강력한 중력으로 동반성을 흡수해 몸집을 키운다. 중성자별은 초신성 폭발 후에 남은 잔해가 뭉쳐서 형성되는 천체로 전체가 중성자로 구성된 하나의 원자핵이나 마찬가지다. 작은 크기에도 불구하고 질량은 태양보다 커서 그 표면 중력은 빛의 속도로만 겨우 탈출할 수 있는 수준이다. 만약 이보다 더 질량이 커지면 그때는 빛조차도 빠져나오지 못하는 블랙홀이 된다. 보통 중성자별은 초신성 폭발의 결과로 생성된다. 그런데 동반성을 가진 초신성이 초신성 폭발 이후에도 동반성을 계속 거느리고 서로의 주위를 공전하는 경우가 있다. 일반적인 별과 중성자별의 쌍성계는 거리가 먼 경우 안정적으로 유지되지만, 만약 거리가 가까운 편이면 중성자별의 중력이 작용해 동반성이 흡수되는 운명에 처한다. 이는 이론적으로는 쉽게 예측할 수 있으나 중성자별이 대부분 멀리 떨어져 있어 그 구체적인 모습은 알기 어려웠다. 캐나다 토론토 대학의 로버트 마인과 동료 과학자들은 작년에 푸에르토리코에 있는 아레시보 전파 망원경으로 지구에서 6500광년 떨어진 중성자별인 'PSR B1957+20'를 관측했다. 이 중성자별은 초당 600회라는 엄청난 속도로 회전하고 있어 밀리세컨드 펄서로 분류된다. 그런데 이 중성자별에서 매우 가까운 거리에는 태양 지름의 1/3 정도 되는 갈색왜성(brown dwarf)이 존재한다. 갈색왜성은 목성 질량의 13배에서 80배 사이의 천체로 행성과 달리 핵융합 반응을 일으킬 수 있으나 안정적인 핵융합 반응을 유지할 수 없어 흔히 실패한 별로 불린다. 연구팀은 역대 최고 분해능인 20km로 이 쌍성계를 관측하는 데 성공했다. 이는 명왕성에서 지구 표면에 벼룩을 관측한 것과 비교할 수 있는 수준으로 중성자별 관측 사상 가장 정밀한 관측이다. 관측 결과 중성자별과 갈색왜성 간의 거리는 200만km에 불과했다. 이는 지구 달 거리의 5배 정도로 중성자별의 강력한 중력과 방사선을 생각하면 대단히 가까운 것이다. 일반적인 갈색왜성의 온도는 낮지만, 이 갈색왜성은 중성자별에서 나오는 강력한 방사선의 영향으로 표면 온도가 태양과 비슷한 섭씨 6000도에 달한다. 이로 인해 표면 물질이 증발해 마치 혜성의 꼬리 같은 구조물을 만들고 있다. 그리고 이렇게 증발한 물질이 중성자별의 강력한 중력에 의해 흡수되는 것이다. 아마도 이 갈색왜성은 과거에는 지금보다 크기가 더 컸을 것이며 어쩌면 평범한 별이었는데 갈색왜성으로 크기가 감소했을 가능성도 있다. 물론 과거사와 관계없이 이 갈색왜성의 운명은 중성자별로 흡수되는 것이다. 연구팀은 이번 관측을 통해 이론적으로 예측되었던 사실을 다시 확인했을 뿐 아니라 지금까지 정확히 원인을 몰랐던 여러 가지 현상에 대한 단서를 얻었다. 하지만 과학자들은 당연히 여기에서 만족하지 않고 앞으로 더 정밀한 관측을 통해 우주의 비밀을 풀어나갈 것이다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com　

132억 8000만 광년 떨어져 있는 은하 속의 별들이 빅뱅 이후 불과 2억 5000만 년 만에 형성된 별이란 사실이 새롭게 밝혀졌다. 새로운 관측 결과에 따르면, 이제껏 직접적으로 관측된 어떤 은하보다도 먼 거리에서 발견된 'MACS1149-JD1' 은하계는 우주의 역사에서 볼 때 가장 이른 초창기에 탄생한 은하로 밝혀졌다. 또한 이 은하는 가장 먼 거리의 산소 원천이자 정확한 거리 측정을 한 은하 중 가장 먼 은하라는 사실이 영국 런던 대학(UCL) 연구원 니콜라스 라포르테 공동저자의 연구결과로 밝혀졌다고 스페이스닷컴이 지난 16일(현지시간) 보도했다. MACS1149-JD1 은하는 2012년에 가장 먼 심우주의 천체 중 하나로 발견되었다. 런던 대학과 일본 오사카 산교 대학의 연구자들로 이루어진 연구팀은 이 은하의 스펙트럼에서 적색이동을 정밀하게 측정했다. 한 천체가 우리로부터 멀어질 때 그 천체의 스펙트럼이 거리에 비례해서 적색 쪽으로 이동하는 성질을 보이는데, 이 적색이동의 정도를 측정하면 해당 천체까지의 거리를 정확하게 결정할 수 있다. 이 은하의 산소 존재를 확인하는 과정에서 별의 나이가 분명하게 파악되었다. 산소는 별의 열핵융합으로 생성되며, 그 별이 죽으면 은하의 가스 구름으로 방출된다. 따라서 MACS1149-JD1에서 산소의 존재를 확인하면 이전 세대의 별이 이미 존재했었다는 사실이 증명되는 셈이다. 뿐만 아니라, 전 세대의 별들이 그 은하계에서 어떻게 사망했는지도 알 수 있다. 라포르테 박사는 "산소의 발견으로 충격을 받지는 않았지만, 우주의 역사에서 산소가 이처럼 일찍 형성되었다는 사실이 적잖이 놀랐다"면서 "앞으로 추가 연구에서 더 정확한 별의 나이를 계산할 것"이라고 밝혔다. 연구진은 칠레 아타카마에 있는 세계 최대 전파 망원경인 ALMA(Atacama Large Millimeter/submillimeter Array)를 이용해 MACS1149-JD1의 스펙트럼에서 이중 이온화 산소 방출선의 특성을 측정해 은하의 적색이동이 약 9.11임을 알아냈다. 적색이동이 클수록 해당 천체까지의 거리는 더 멀다. 연구자들은 이 은하의 적색이동을 조사한 결과, 이 은하의 나이가 겨우 5억 5000만 년밖에 되지 않았다는 결론을 내렸다. 그리고 이 은하의 별들은 빅뱅 이후 고작 2억 5000만 년 만에 형성된 것으로 나타났다. 라포르테 박사는 “시간을 더욱 거슬러 올라가고 싶다면 적색이동이 20, 50 되는 은하와 별을 찾으면 된다”면서 “우주의 역사에서 별과 은하가 처음 형성된 지점, 즉 우주의 새벽이라고 알려진 신기원을 발견함으로써 과학자들은 현대 천문학에서 가장 큰 신비 중 하나에 대답하게 될 것”이라고 설명했다. 이어 “'첫 번째 은하가 완전히 어두운 우주에서 나온 것인가?' '첫 번째 별과 은하는 어땠을까?' 하는 유서깊은 질문에 답하는 단계로 가고 있다”고 덧붙였다. 이 연구는 세계적인 학술지 '네이처' 16일자에 발표됐다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　

불과 10년 전만 해도 원자력 르네상스라는 단어가 나올 만큼 원자력의 부흥기였습니다. 체르노빌 원전 사고 이후 원전에 대한 반대가 커졌지만, 새로운 기술이 도입된 신형 원자로에 대한 기대가 커지고 지구 온난화 문제가 심각해지면서 미국 등 주요 국가에서 온실가스를 배출하지 않는 원자력에 대한 관심이 높아진 것입니다. 하지만 2011년 발생한 후쿠시마 원전 사고와 예상보다 빠른 신재생에너지 보급은 다시 원전에 대한 반대 여론을 확산시켰습니다. 주요 선진국들은 신규 원전 도입에 소극적이거나 아예 탈원전으로 정책 기조를 변경했습니다. 그리고 그 대신 신재생에너지의 비중을 늘려가면서 차세대 에너지의 주도권이 화석 연료나 원자력에서 점차 신재생에너지 쪽으로 이동하는 추세입니다. 하지만 그렇다고 원자력 시대가 끝났다고는 할 수 없습니다. 중국, 러시아 및 중동 국가를 중심으로 신규 원전이 건설되거나 건설 예정인 곳도 많은데다, 기술의 발전으로 이전보다 훨씬 안전한 원자로도 등장하고 있습니다. 흥미로운 사실은 미국 역시 원자로 기술 개발에 대한 투자를 중단한 건 아니라는 점입니다. 미국 에너지부의 투자를 받아 설립된 누스케일 파워(NuScale Power)의 소형 모듈식 원자로(SMR·small modular reactor)는 획기적으로 안전성을 높인 차세대 원자로에 대한 가능성을 제시하고 있습니다. 기존 원자로와 누스케일 원자로의 가장 큰 차이점은 바로 모듈식 구조입니다. 기존의 원자로는 일반적으로 모든 연료봉을 하나의 원자로 안에 넣는 구조입니다. 하지만 이로 인해 사소한 문제로 전체 시스템을 정지시켜야 했고 만에 하나라도 사고가 생기면 핵연료 전체가 유출될 가능성이 있었습니다. 누스케일 SMR은 지름 2.7m, 높이 20m의 독립된 압력 용기로 각각 50㎿의 발전 용량을 가진 소형 원자로를 외부 환경과 격리된 콘크리트 수조에 여러 개 넣는 방식입니다. 각각의 모듈에서 물을 끓여 증기를 만들고 이를 이용해 터빈을 돌립니다. 모듈식 구조 덕분에 문제 발생 시 해당 모듈만 교체하거나 수리하면 됩니다. 더구나 핵연료를 한데 집중시키지 않았기 때문에 멜트다운(meltdown, 노심용해)가 설령 일어나더라도 처리가 쉽고 덜 위험합니다. 추가적인 장점은 해체 과정도 간단하다는 것입니다. 원자로는 해체 과정이 건설보다 시간이 더 오래 걸리고 비용도 많이 드는 문제점이 있습니다. 모듈식 원자로는 기존의 원자로 대비 해체가 한결 쉬울 것으로 보입니다. 두 번째 특징은 매우 단순한 구조입니다. 원자로 크기를 대폭 줄일 수 있었던 비결은 내부에 펌프처럼 움직이는 복잡한 부품을 제거한 데 있습니다. 이 미니 원자로는 내부의 1차 냉각제의 자연적인 대류 현상을 통해 냉각제를 순환시켜 2차 냉각제를 증발시키는 구조입니다. (개념도 참조) 사실상 움직이는 부품이 없어 고장이 날 가능성이 적고 전원이 차단되는 상황에서도 냉각제는 계속 순환해 냉각이 이뤄집니다. 마지막 안전장치는 거대한 콘크리트 수조입니다. 각각의 모듈이 물속에 들어있기 때문에 만약에 2차 냉각제가 고갈되더라도 외부의 물이 모듈을 냉각하게 됩니다. 동시에 막대한 양의 물이 외부의 충격을 완화하는 구조로 지진 등의 충격에 훨씬 안전한 구조입니다. 체르노빌 원전 사고는 물론 후쿠시마 원전 사고와 유사한 사고가 나기 매우 어려운 구조입니다. 미국 원자력 규제 위원회(NRC·Nuclear Regulatory Commission)는 2026년까지 누스케일 파워가 12개의 모듈로 된 첫 번째 SMR 원자력 발전소를 아이다호에 건설하는 것을 승인했습니다. 여기서 안전성과 경제성을 입증한다면 SMR이 미래 원자력 발전의 중흥을 이끌 신기술이 될 수 있을 것입니다. 하지만 SMR 역시 처치 곤란한 핵폐기물을 남기는 점은 마찬가지이고 방사능 누출 사고 가능성이 0%라고 할 수 없어 기존 원자력의 단점을 완전히 극복했다고 보기는 어렵습니다. 궁극적인 문제의 해결책은 핵융합 반응처럼 위험한 방사성 폐기물 및 자원 고갈의 우려가 없는 차세대 에너지원일 것입니다. 다만 그 중간 단계로 차세대 원자로의 역할이 존재할 수 있습니다. 사진=누스케일 소형 모듈식 원자로의 구조(NuScale Power) 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

우리나라 총연구개발비는 69조 4055억원 규모로, 절대 규모로 볼 때 세계 5위이며 국민총생산 대비 비율은 4.24%로 경제협력개발기구(OECD) 국가 중 1위다. 조사가 시작된 1963년에 불과 43억원이었던 점을 감안하면 엄청난 발전이 아닐 수 없다. 이와 같은 과학기술 투자 확충 노력 덕분에 황무지 상태이던 우리나라 과학기술 수준이 선진국 수준으로 도약할 수 있었음을 누구도 부인할 수 없을 것이다. 그동안의 과학기술 투자 확대 노력은 칭찬받을 일이고 앞으로도 이런 노력은 계속돼야 할 것이다. 그럼에도 ‘GDP 대비 연구개발투자비율 세계 1위’ 소식이 반갑지만은 않은 사람들도 있다. 아이로니컬하게도 과학기술계 사람들이다. 왜일까? 과학기술 투자는 이제 그만하면 충분하다는 시각과 함께 그렇게 많은 투자를 하는데 성과가 무엇인지 의문을 제기하는 따가운 시선 때문일 것이다. 과연 더이상 투자를 늘릴 필요가 없고, 과학기술계는 별 성과도 없이 돈만 쓰는 집단인지 돌아보고 만약 정말 그렇다면 더 늦기 전에 필요한 대책을 강구해야 할 것이다. 먼저 국가 연구개발 예산 규모의 적정성이다. 국내총생산(GDP) 대비 세계 1위, 절대 규모 세계 5위 등의 숫자는 매년 5500여개 기업을 포함한 5700여곳에 보낸 설문 내용을 집계한 국가 전체 통계일 뿐이며 그나마 이 중 전체의 76%를 민간이 부담하고 정부는 약 24%에 불과한 20조원을 부담하는 것으로 조사되고 있다. 많다면 많은 돈이지만 미국 국립보건원(NIH)의 1년 연구개발 예산이 40조원 규모인 점과 비교해 보면 과기정통부, 산업부, 중소벤처부 등 20여개 부처가 나누어 사용하고 있는 국가 전체의 과학기술 예산이 NIH 예산의 절반 수준에 머물고 있는 점만 보아도 결코 충분한 수준이 아니며 앞으로도 계속 확대해 나가야 한다. 국가 연구개발 예산을 늘려 가야 하는 또 다른 이유는 바로 국가 과학기술 수요가 급증하고 있다는 점이다. 지난 1970, 80년대에만 해도 제조업 경쟁력 강화를 통한 국가경쟁력 강화가 국가 연구개발의 가장 큰 목표였다면, 이제는 제조업 경쟁력을 넘어 문화, 예술, 체육, 치안, 국가안보 등 모든 분야 발전의 중심에 국가 과학기술이 있고, 삶의 질 향상, 각종 사회문제 해결을 위해서도 과학기술이 답을 찾아 줄 것을 요구받고 있다. 그야말로 과학기술이 모든 분야 발전의 중심이 되는 명실상부 과학기술 중심 사회가 되고 있다. 어디 그뿐인가. 이전에는 연구비 부족으로 엄두도 내지 못했던 핵융합, 우주, 항공, 철도, 원자력 등 소위 빅사이언스 분야와 거대 연구시설 장비 구축, 대형 국제 공동연구 참여 등의 수요도 급증하고 있다. 이 외에도 쓰나미처럼 빠르게 진행되고 있는 제4차 산업혁명, 개도국 지원, 남북 통일 준비 등의 대내외 여건 변화에 대한 능동적인 준비를 위해서도 과학기술 투자는 확대돼야 한다. 대한민국의 오늘이 있기까지 과학기술이 있었듯이 대한민국의 미래 역시 과학기술에 달려 있음을 감안할 때 미래를 위한 씨앗인 과학기술 투자 확대 노력은 결코 중단돼서는 안 될 것이다. 다음으로 과학기술 분야 성과는 어떤가. 과연 돈은 많이 쓰는데 별 성과가 없는 것인가. 그동안 우리는 응용·개발 단계를 중심으로 한 소화·모방·개량 등 소위 빠른 추격자 전략에 주력한 결과 많은 가시적인 성과를 창출했다. 덕분에 황무지 상태이던 우리의 과학기술 수준은 세계 10위권 반열에 도달했다. 대단한 성과이며 오늘의 과학기술이 있기까지 밤을 낮 삼아 연구에만 몰입해 온 과학기술계에 박수를 보낼 일이다. 그렇지만 기업 부설 연구소가 4만여개에 이르는 등 국가 과학기술력이 세계적인 수준에 도달한 지금은 더이상 빠른 추격자 전략이 통하지 않는다. 우리만의 세계적인 기초·원천 연구 성과 창출을 위해 아무도 가보지 않은 길을 가야 한다. 속도가 더딜 수밖에 없고 눈에 보이는 가시적인 성과가 많지 않을 수도 있다. 그럴수록 단기적인 성과를 재촉하기보다는 과학기술계를 믿어 주면서 인내심을 가지고 기다려 주는 가운데 연구원들이 신명 나고 안정적인 연구 여건 속에서 세계적인 성과를 낼 수 있도록 힘을 실어 주어야 할 것이다. 과학기술계 또한 세계적인 연구 성과로서 이에 보답해야 함은 두말할 나위가 없을 것이다.

■국무조정실·국무총리비서실 ◇고위공무원 전보△고용식품의약정책관 박종필 ■국방부 ◇고위공무원 승진△국가공무원인재개발원 교육파견 이영빈◇과장급△계획예산관실 인력운영예산담당관 신태복 ■행정안전부◇ 국장급 임용△부산광역시 기획관리실장 이병진 ■보건복지부◇과장급 승진 및 전보△감사관실 복지급여조사담당관 민영신△보건의료정책실 질병정책과장 김기남△건강보험정책국 보험평가과장 홍정기△건강정책국 건강정책과장 이재용△건강정책국 건강증진과장 정영기△보건산업정책국 보건산업정책과장 임숙영△사회복지정책실 복지정책과장 배금주△사회복지정책실 기초생활보장과장 노정훈△사회복지정책실 지역복지과장 양동교△장애인정책국 장애인정책과장 이상진△장애인정책국 장애인서비스과장 성재경△사회보장위원회사무국 사회보장총괄과장 김혜선△인구정책실 노인정책과장 강민규△인구정책실 요양보험제도과장 최종희△질병관리본부 장기이식관리과장 변효순 △질병관리본부 연구기획과장 이영재△국립부곡병원 서무과장 송병일 ■환경부 ◇국장급 승진△정책기획관 금한승◇과장급 전보△기획조정실 기획재정담당관 오일영△대기환경정책관실 대기환경과장 이주창△대기환경정책관실 교통환경과장 이형섭△기후변화정책관실 기후경제과장 김정환 ■금융위원회 △자본시장조사단장 이윤수 ■관세청 ◇고위공무원 가급 전보△차장 노석환△인천세관장 조훈구 ■기상청 ◇고위공무원단 교육 파견△국가공무원인재개발원 고위정책과정 장동언◇3급 교육 파견△국립외교원 글로벌리더십과정 권오웅◇4급 교육 파견△세종연구소 국가전략연수과정 박경희 ■이데일리 △KG써닝라이프 써닝리더십센터 연수원장 겸 이데일리 콘텐츠전략실장(상무) 남궁덕 ■강릉원주대 △교학부총장 겸 교무처장 박덕영△원주캠퍼스부총장 전병국△학생처장 이상민△기획협력처장 최성범△대학원장 윤병집△산학협력단장 하태권△정보전산원장 박성욱△평생교육원장 안동완△나눔문화센터장 박세희△경영정책과학대학원장 임동일△언론원장 장승욱 ■국가핵융합연구소 △선임단장 오영국△선행기술연구센터장 김양수△플라즈마기술연구센터장 윤정식 ■한국원자력안전기술원 ◇단·부장급△감사부장 임동욱◇실·팀장급△감사팀장 박근우 ■경기대 ◇학장△휴먼인재융합대학 이경영△지식정보서비스대학 홍봉규△융합과학대학 이재권△창의공과대학 최병정

과학자들은 우리 은하에서 수천 개 이상의 외계 행성을 발견했다. 그리고 우주 공간에서 다양한 유기물이 생성될 수 있다는 증거도 발견했다. 이 두 가지 사실을 조합하면 우리 은하에 생명체를 지닌 행성이 지구만이 아닐 것이라는 결론에 도달하게 된다. 아직 지구 이외의 행성에서 생명체가 살고 있다는 결정적 증거는 발견하지 못했지만, 많은 과학자들은 이를 찾기 위해 노력하고 있다. 그런데 우리 은하 밖 다른 은하의 사정은 어떨까? 이웃 은하 가운데 가장 가까운 은하로 대마젤란은하(Large Magellanic Cloud, LMC)가 있다. 우리 은하의 위성 은하로 왜소은하지만, 1만 4,000광년의 지름과 태양 질량의 100억 배의 질량을 가진 은하이기도 하다. 지구에서 거리는 16만 광년으로 결코 가까운 거리는 아니지만, 외부 은하 가운데서는 가까운 편에 속하기 때문에 많은 관측이 이뤄진 은하이기도 하다. 과거 과학자들은 대마젤란은하가 젊고 원시적인 은하라는 증거를 발견했다. 마젤란 은하는 대부분 수소와 헬륨으로 구성되어 있으며 무거운 원소의 비중은 작다. 무거운 원소는 별의 핵융합 반응이나 초신성 폭발의 결과로 생기기 때문에 이런 원소가 많을 수록 이미 죽은 별이 많은 오래된 은하다. 따라서 과학자들은 대마젤란은하에 탄소, 산소, 질소를 포함한 유기물 분자가 거의 없을 것으로 생각해왔다. 하지만 최근 국제 과학자팀은 세계 최대 전파 망원경인 ALMA를 사용해 대마젤란은하에서 예상치 못했던 유기 분자를 발견했다. 메탄올, 디메틸에테르, 포름산 메틸 등이 그것이다. 비록 그 자체가 생명체의 증거는 아니지만, 이런 유기 분자가 이렇게 먼 거리에서 발견된다는 이야기는 이보다 더 복잡한 유기물이 이 은하의 가스에 포함되어있음을 시사한다. 대마젤란은하에는 별이 태어나는 성운도 존재하기 때문에 어쩌면 지금 태어나는 새로운 별 주변에는 지구처럼 생명을 잉태할 수 있는 행성이 존재할지 모른다. 과학자들은 이번 발견이 외부 은하에도 생명체를 이루는 데 필요한 유기물이 존재한다는 것을 보여줌과 동시에 우리 은하가 지금보다 젊을 때도 태양계처럼 유기물이 풍부한 행성계가 생성될 수 있던 이유를 설명해준다고 보고 있다. 젊은 은하라도 생각보다 유기물이 적지 않으므로 태양계 같은 행성계가 형성될 수 있다. 물론 거리를 생각할 때 대마젤란은하에 생명체를 지닌 행성이 있다고 해도 지금 우리가 그 사실을 확인할 방법은 없다. 하지만 지구가 우주에서 특별한 장소가 아니라 평범한 행성인 것과 마찬가지로 우리 은하 역시 특별한 장소가 아니라 평범한 은하 중 하나임을 다시 확인해준 결과로 해석된다. 결국, 생물체가 탄생한 은하 역시 우리 은하 하나가 아닐 가능성이 커진 셈이다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

대상이 무엇이든 사람은 그 나이를 알고 싶어한다. 골동품이라면 얼마나 오래된 건가 묻고, 또래를 만나면 ‘민증 까보기’부터 한다. 지구와 은하, 우주에 대해서도 마찬가지다. 하지만 이들의 나이를 알아내기란 그리 쉬운 일이 아니다. 과학자들의 숱한 땀과 노력을 요구했다. 지구의 나이는 약 46억 년으로 밝혀졌지만, 지질학자들이 1세기에 가까운 노력을 기울인 끝에 겨우 알아낸 사실이다. 지구의 민증을 까는 데는 방사성 연대측정법을 이용했다. 방사성 원소의 붕괴는 오로지 시간에만 관련될 뿐, 주위의 압력이나 온도 등에는 전혀 영향받지 않고 규칙적으로 붕괴한다. 이들 원소가 붕괴되어 반으로 줄어드는 시간을 반감기라 한다. 탄소-14의 반감기는 6,000년이고, 우라늄 235와 238의 반감기는 각각 7억 400만 년, 44억 7천만 년이다. 이 방법을 이용해 지구의 암석에 들어 있는 방사성 원소의 반감기를 정밀 측정해서 얻은 값이 약 46억 년이다. 우주의 나이는 분명 지구 나이보다는 많을 게 뻔하다. 우주의 나이를 어림하는 데 최초로 사용된 것은 늙은 별들의 집단인 구상성단이다. 구상성단 속에서 가장 늙은 별을 조사해본 결과 120억 년에 근접한다는 사실을 알아냈다. 은하계에 있는 구상성단들의 평균 나이가 이 정도였기 때문에 우주의 나이가 적어도 120억 년보다는 많다는 계산이 나온다. 이에 비해 46억 살 가량인 우리 태양계는 우주에서 한참 어린 신참자라는 사실을 알 수 있다. 천문학자들은 이에 만족하지 않고 다른 도구를 찾아나섰다. 은하계를 샅샅이 뒤진 끝에 찾아낸 것은 죽은 별의 시체라 할 수 있는 백색왜성이었다. 크기는 지구만 하지만 질량은 태양 정도여서, 각설탕만 한 크기가 1톤에 이를 만큼 놀라운 밀도를 가진 별이다. 백색왜성은 중간 이하의 질량을 지닌 항성이 핵융합을 마치고 적색거성이 된 다음, 외부 대기는 우주공간으로 방출되며 행성상 성운을 만들고, 별의 중심핵만 남은 천체다. 말하자면, 에너지를 생성하는 별로서는 폐업하고 차츰 식어가는 일만 남은 셈인데, 가장 차가운 백색왜성의 표면온도는 수천 도 가량 된다. ​이 별의 냉각 시간을 계산해본 결과, 이에 이르는 시간은 110~120억 년으로 추산되었다. 이 역시 구상성단의 나이와 비슷하게 맞아떨어지는 것으로 보아 120억 년을 우주 나이의 기준선으로 설정하게 되었다. 우주 나이에 관한 결정적인 물증은 르메트르의 빅뱅과 허블의 우주팽창에서 나왔다. 우주가 한 원시원자에서 출발해서 오늘까지 팽창을 계속하고 있다면, 이 시간을 영화 필름 돌리듯 거꾸로 돌리면 우주 탄생의 시점에 도달할 수 있을 것이 아닌가! 너무나 간단한 방법이었다. 곧, 우주의 팽창속도를 측정하고, 이 값으로부터 거꾸로 우주의 크기가 0이 될 때까지의 시간을 계산함으로써 우주의 나이를 추론할 수 있게 되는 것이다. 우주의 팽창속도는 허블 상수가 말해준다. 허블 상수는 지구로부터 100만 파섹(326만 광년) 거리당 후퇴속도를 나타낸다. 이 허블 상수를 이용해 우주가 지금의 크기로 팽창하는 데 걸리는 시간을 계산할 수 있는데, 허블 상수의 역수를 취하면 바로 그게 허블 시간(Hubble time)이라고 부르는 우주의 나이다. 허블 상수가 50일 때는 우주 나이가 약 200억 살, 100일 때는 약 100억 살이 나온다. 그런데 문제는 허블 상수를 정하는 게 그리 간단치가 않다는 점이다. 허블이 처음 구한 허블 상수는 500이었다. 이 값을 대입하면 우주 나이가 지구 나이보다 적은 것으로 나온다. 그러나 차츰 정밀한 관측으로 허블 상수가 조정되면서 137억 년이란 우주 나이를 얻게 되었다. 2013년 3월, 유럽우주국의 플랑크 위성이 정밀한 우주배경복사 관측으로부터 얻은 데이터로 구한 허블 상수는 약 67.80km/s/Mpc이었다. 이 값으로 다시 계산하면 우주의 나이는 137.98±0.37억 년으로, 이는 오차가 0.268%에 불과한 정확도를 가진 값이다. 그러니 우리는 간단하게 우주의 나이를 138억 년으로 기억하자. 138억 년이란 얼마나 오랜 시간일까? 우리가 100살을 산다고 칠 때, 이를 초 단위로 나타내면 약 30억 초다. 그러니 138억 년이란 시간은 우리 인간에겐 거의 영겁이라 해도 무방하지 않을까? 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　

대상이 무엇이든 사람은 그 나이를 알고 싶어한다. 골동품이라면 얼마나 오래된 건가 묻고, 또래를 만나면 ‘민증 까보기’부터 한다. 지구와 은하, 우주에 대해서도 마찬가지다. 하지만 이들의 나이를 알아내기란 그리 쉬운 일이 아니다. 과학자들의 숱한 땀과 노력을 요구했다. 지구의 나이는 약 46억 년으로 밝혀졌지만, 지질학자들이 1세기에 가까운 노력을 기울인 끝에 겨우 알아낸 사실이다. 지구의 민증을 까는 데는 방사성 연대측정법을 이용했다. 방사성 원소의 붕괴는 오로지 시간에만 관련될 뿐, 주위의 압력이나 온도 등에는 전혀 영향받지 않고 규칙적으로 붕괴한다. 이들 원소가 붕괴되어 반으로 줄어드는 시간을 반감기라 한다. 탄소-14의 반감기는 6,000년이고, 우라늄 235와 238의 반감기는 각각 7억 400만 년, 44억 7천만 년이다. 이 방법을 이용해 지구의 암석에 들어 있는 방사성 원소의 반감기를 정밀 측정해서 얻은 값이 약 46억 년이다. 우주의 나이는 분명 지구 나이보다는 많을 게 뻔하다. 우주의 나이를 어림하는 데 최초로 사용된 것은 늙은 별들의 집단인 구상성단이다. 구상성단 속에서 가장 늙은 별을 조사해본 결과 120억 년에 근접한다는 사실을 알아냈다. 은하계에 있는 구상성단들의 평균 나이가 이 정도였기 때문에 우주의 나이가 적어도 120억 년보다는 많다는 계산이 나온다. 이에 비해 46억 살 가량인 우리 태양계는 우주에서 한참 어린 신참자라는 사실을 알 수 있다. 천문학자들은 이에 만족하지 않고 다른 도구를 찾아나섰다. 은하계를 샅샅이 뒤진 끝에 찾아낸 것은 죽은 별의 시체라 할 수 있는 백색왜성이었다. 크기는 지구만 하지만 질량은 태양 정도여서, 각설탕만 한 크기가 1톤에 이를 만큼 놀라운 밀도를 가진 별이다. 백색왜성은 중간 이하의 질량을 지닌 항성이 핵융합을 마치고 적색거성이 된 다음, 외부 대기는 우주공간으로 방출되며 행성상 성운을 만들고, 별의 중심핵만 남은 천체다. 말하자면, 에너지를 생성하는 별로서는 폐업하고 차츰 식어가는 일만 남은 셈인데, 가장 차가운 백색왜성의 표면온도는 수천 도 가량 된다. ​이 별의 냉각 시간을 계산해본 결과, 이에 이르는 시간은 110~120억 년으로 추산되었다. 이 역시 구상성단의 나이와 비슷하게 맞아떨어지는 것으로 보아 120억 년을 우주 나이의 기준선으로 설정하게 되었다. 우주 나이에 관한 결정적인 물증은 르메트르의 빅뱅과 허블의 우주팽창에서 나왔다. 우주가 한 원시원자에서 출발해서 오늘까지 팽창을 계속하고 있다면, 이 시간을 영화 필름 돌리듯 거꾸로 돌리면 우주 탄생의 시점에 도달할 수 있을 것이 아닌가! 너무나 간단한 방법이었다. 곧, 우주의 팽창속도를 측정하고, 이 값으로부터 거꾸로 우주의 크기가 0이 될 때까지의 시간을 계산함으로써 우주의 나이를 추론할 수 있게 되는 것이다. 우주의 팽창속도는 허블 상수가 말해준다. 허블 상수는 지구로부터 100만 파섹(326만 광년) 거리당 후퇴속도를 나타낸다. 이 허블 상수를 이용해 우주가 지금의 크기로 팽창하는 데 걸리는 시간을 계산할 수 있는데, 허블 상수의 역수를 취하면 바로 그게 허블 시간(Hubble time)이라고 부르는 우주의 나이다. 허블 상수가 50일 때는 우주 나이가 약 200억 살, 100일 때는 약 100억 살이 나온다. 그런데 문제는 허블 상수를 정하는 게 그리 간단치가 않다는 점이다. 허블이 처음 구한 허블 상수는 500이었다. 이 값을 대입하면 우주 나이가 지구 나이보다 적은 것으로 나온다. 그러나 차츰 정밀한 관측으로 허블 상수가 조정되면서 137억 년이란 우주 나이를 얻게 되었다. 2013년 3월, 유럽우주국의 플랑크 위성이 정밀한 우주배경복사 관측으로부터 얻은 데이터로 구한 허블 상수는 약 67.80km/s/Mpc이었다. 이 값으로 다시 계산하면 우주의 나이는 137.98±0.37억 년으로, 이는 오차가 0.268%에 불과한 정확도를 가진 값이다. 그러니 우리는 간단하게 우주의 나이를 138억 년으로 기억하자. 138억 년이란 얼마나 오랜 시간일까? 우리가 100살을 산다고 칠 때, 이를 초 단위로 나타내면 약 30억 초다. 그러니 138억 년이란 시간은 우리 인간에겐 거의 영겁이라 해도 무방하지 않을까? 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　

탈원전 초점 해체기술 개발 추진 방사선 의약품 개발 138억 지원 문재인 정부가 ‘탈원전’에 초점을 맞춘 원자력 기술 발전정책을 내놨다. 지난 20년간 경제성장 지원을 목표로, 더 많은 원전 건설에 초점을 맞췄다면 앞으로는 원전 해체와 안전성 확보를 위한 기술 개발로 방향을 전환하겠다는 의지를 담았다. 18일 과학기술정보통신부가 발표한 ‘미래원자력기술 발전전략’에 따르면 원자력 분야 연구개발(R&D) 예산 2036억원 가운데 3분의1인 687억원을 원전 해체 기술 확보와 안전성 강화에 투자하기로 했다. 올해(600억원)보다 10% 이상 늘었다. 이진규 1차관은 “대학, 정부출연연구기관 등의 역량을 결집해 국민 생명과 안전을 지키는 기술을 개발하도록 원자력 연구개발 패러다임을 전환하고 원자력 분야의 종합적인 기술 역량을 확보하도록 했다”고 밝혔다. 원전 내진 성능 강화와 중대사고 방지, 리스크 평가 기술 개발에도 96억원을 투자한다. 사용후핵연료를 안전하게 운송하기 위한 밀봉용기 개발 등 사용후핵연료 운반·저장기술 개발에 40억원, 방사성폐기물 처분 관련 기술 개발에 50억원을 각각 투입한다. 원자력 기술을 의료 및 바이오 등 다른 분야에 확대 활용한다는 내용도 이번 전략에 포함됐다. 원자력의학원을 방사선 기술 기반 연구중심병원으로 정해 2019년까지 동위원소 치료기술 개발 플랫폼을 구축하고 임상기술을 개발하기로 했다. 또 방사선 의약품 개발 지원에 내년에 138억원을, 하나로 등 연구기반 시설을 활용해 산업 소재를 개발하는 데 50억원을 쓰기로 했다. 핵융합 등 미래에너지원을 확보하기 위해 ‘핵융합에너지원천기술개발사업’(가칭)을 2020년 신설하고, 국제핵융합실험로(ITER) 건설사업에 주도적으로 참여한다는 방침도 세웠다. 원자력 기술을 이용해 신산업을 육성하도록 하나로(대전), 방사선연구소(전북), 방사선치료 플랫폼(서울) 등 원자력 기반시설이 집적된 지역을 중심으로 ‘방사선 융복합 클러스터’를 조성한다는 것도 이번 전략에 포함됐다. 또 국내 연구로 및 중소형원자로 등의 수출 지원도 강화하기로 했다. 과기정통부는 이번 발전전략을 반영해 내년 상반기에 ‘원자력 연구개발 5개년 계획’(2017~2021년)을 보완하는 한편 전략에 부합하도록 기관 및 사업도 개편할 예정이다. 과기정통부 관계자는 “파이로프로세싱(사용후핵연료의 건식 재처리)과 소듐냉각고속로(SFR) 기술 R&D는 내년 1월 재검토 결과가 나오고 그 이후 다시 논의할 예정이어서 이번 전략에는 포함하지 않았다”고 덧붙였다. 세종 강국진 기자 betulo@seoul.co.kr

문재인 정부의 에너지정책 기조인 ‘탈원전, 신재생에너지 확대’에 발맞춰 국가 원자력 연구개발 방향도 원전해체와 안전기술 강화에 무게중심이 옮겨진다.과학기술정보통신부는 이 같은 내용이 포함된 ‘미래원자력기술 발전전략’을 18일 발표했다. 지난 20년 동안 국가 원자력 R&D는 경제성장 지원이라는 목표로 원전확대에 방점이 찍혀있었지만 앞으로는 원전과 관련 기술의 안전을 강화하고 최근 시장이 확대되고 있는 원전해체 기술의 확보로 중심이 옮겨간다. 이를 위해 내년 원자력 R&D 분야 투입 예산인 2036억원의 3분의 1에 해당하는 687억원이 투입될 예정이다. 올해 투자금액인 600억원보다 10% 이상 늘어난 액수다. 과기정통부는 산업통상자원부와 협력해 원전해체 기반기술 38개와 상용화 기술 58개를 2021년까지 확보하겠다는 목표로 내년도에 138억원을 투입한다. 이와 함께 원전의 내진성능을 강화하고 일본 후쿠시마 원전 사고처럼 중대사고 방지, 원전 위험평가 기술 개발 등 원전 안전 강화에도 96억원이 투입된다. 또 사용후핵연료를 안전하게 운송하기 위한 밀봉용기를 개발하고 방사성폐기물 관리를 위한 처분 관련 기술 개발도 정부가 지원할 예정이다. 원자력 기술을 발전 뿐만 아니라 의료, 바이오 등 다른 분야에도 확대 활용하기 위한 노력도 함께 진행된다. 원자력의학원을 방사선기술 기반 연구중심 병원으로 지정해 2019년까지 동위원소 치료기술 개발 플랫폼을 구축하고 임상기술 개발에도 나설 예정이다. 핵융합발전 같은 미래에너지원 확보를 위해 ‘핵융합에너지원천기술개발사업’을 2020년에 신설하고 프랑스에 지어지고 있는 ITER(국제핵융합실험로) 건설사업에 주도적으로 참여할 계획이다. 한편 원자력기술을 이용해 신사업을 육성할 수 있도록 하나로(대전), 방사선연구소(전북), 방사선치료 플랫폼(서울) 등 원자력기반 시설이 집적된 지역을 중심으로 ‘방사선 융복합 클러스터’도 조성하겠다고 밝혔다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr