[원자핵에서 핵무기까지] 물리학자가 쓴 핵무기 이야기

원자핵에서 핵무기까지 - 괴짜 물리학자의 재미있는 핵물리학 강의
다다 쇼 지음, 이지호 옮김, 정완상 감수 / 한즈미디어(한스미디어) / 2019년 8월

원자핵과 핵무기. 뉴스를 통해 자주 접하는 단어인데, 구체적으로 무엇인지, 각각의 공통점과 차이점이 무엇인지는 잘 몰랐다. 그래서 이 책을 읽어보았다. 이 책을 쓴 다다 쇼는 현재 일본 고에너지가속기연구기구 소립자원자핵연구소에 재직하고 있는 물리학자다. 저자는 어릴 적 TV 애니메이션을 보면서 핵무기를 개발한 사람이 물리학자라는 사실을 알게 되었다. 그래서 그때는 '핵무기를 개발한 물리학자는 나쁜 사람'이라고 단순하게 생각했다. 시간이 흘러 물리학자가 되고 난 후에는 물리학자가 핵무기를 개발한 건 맞지만, 물리학자가 하는 일이 그것만은 아니란 걸 알게 되었다. 이 책은 어린 시절의 저자처럼 물리학에 대해 오해하는 일반인 독자들을 위해 쓰였다.

원자력과 핵무기에 관해 이야기하려면 우선 원자의 구조를 알아야 한다. 원자가 '더 이상 쪼갤 수 없는 물질의 최소 단위'라는 사실은 중학교 화학 수업에서 배우니 중학생 이상의 독자라면 누구나 알 것이다. 원자의 중심에는 원자핵이 있고, 원자핵 주변에는 전자가 있다. 원자핵은 양성자와 중성자가 붙어서 덩어리를 이룬 것이며, 원자핵과 원자핵이 달라붙는 것을 핵융합이라고 하고, 원자핵이 더 작은 원자핵으로 쪼개지는 것을 핵분열이라고 한다. 원자핵이 융합이나 분열을 하는 과정에서 남아돌게 된 에너지가 방출되면 이것이 곧 핵무기의 에너지가 된다. 핵폭탄은 일반 폭탄의 1,000만 배에 달하는 위력을 지닌다. 그래서 수많은 나라들이 눈에 불을 켜고 핵무기를 개발하려는 것이다.

핵무기를 만드는 방법은 크게 두 가지이다. 하나는 핵융합이고, 다른 하나는 핵분열이다. 핵융합은 원자핵과 원자핵을 붙이는 것으로, 이를 위해서는 초고온의 플라스마 상태를 만드는 등 엄청난 노력이 필요하다. 그에 반해 핵분열은 중성자를 원자핵에 추가하기만 하면 되기 때문에 상대적으로 방법이 쉽다. 그래서 핵분열을 이용해서 만든 핵무기(원자 폭탄)는 일찍 실용화된 반면, 핵융합을 이용해서 만든 핵무기(수소 폭탄)는 늦게 발전했다. 원자력 발전도 핵분열을 이용한 원자로가 대다수이며, 핵융합을 이용한 원자로는 아직 실용화되지도 못했다. 기술이 어렵기도 하지만, 부족한 자원과 후쿠시마 원자력 발전소 사고 이후 제기된 안전 문제의 영향이 크다.

핵은 좋게 사용하면 좋은 자원이지만, 나쁘게 사용하면 무시무시하게 위험한 자원이다. 저자는 그렇기 때문에 핵과 물리학에 더욱 관심을 가져야 한다고 말한다. 과학자들이 아무리 좋은 기술을 개발해도 위험한 목적으로 사용되면 제2차 세계대전 당시 나가사키와 히로시마에 원자폭탄이 투하되었던 것과 같은 비극이 발생할 수 있다. 후쿠시마 원자력 발전소 사고는 아무리 기술이 발전하고 관리 감독을 잘해도 천재지변이 일어나면 통제불능의 사태가 벌어질 수 있음을 보여주었다. 원자력 기술이 가장 발달한 나라로 손꼽히는 일본과 사실상 핵보유국인 북한 사이에 위치한 한국이 여러모로 새겨들어야 할 조언이 아닌가 싶다.