후쿠시마를 생각하며

후쿠시마를 생각하며

19세기가 저믈어 갈 무렵 물리학이란 학문은 완성된 것으로 보였다. 뉴턴이 창시한 고전 물리학은 많은 수리물리학자에 의하여 정교하게 다듬어 지고 정리되었고 막스웰이 전자기학을 완성하고 나서는 더 할 일이 없다고 생각되었던 것이다.

현대물리학의 개막을 알려 준 막스 프랑크가 대학에 들어가 물리학을 전공할 의향을 내 비치자 지도 교수는 물리학은 더 이상 할 일이 없으니 또 다른 재능을 살려 음악을 해 보는 것이 어떠냐는 제안을 받았다는 이야기가 있다.

당시 물리학은 두가지의 미제 문제를 제외하면 모든 문제가 해결되었던 것이다.

그 두 개의 문제는 흑체 복사의 복사선 스펙트럼의 분포식과 전자파를 전파하는 매질이라 생각했던 가상물질 에델이 어디에 고정되어 있는가 하는문제였다. 이 두 문제는 고전 물리학으로는 풀리지 않는 수수께끼였다.

프랑크는 프랑크 상수를 도입하여 흑체복사의 스펙트럼 문제를 해결했고 아인슈타인은 상대성 원리를 도입하여 에델 문제를 해결했다.

그 과정에서 프랑크는 양자물리라 하는 원자세계에서만 볼 수 있는 물리학의 선구자가 되었고 아인슈타인은 상대성 이론이라는 상식을 뒤엎는 물리학 이론을 창시했다.

양자물리는 원자세계 탐구를 자극했고 아인슈타인의 상대성 이론은 질량을 에너지로 바꿀 수 있다는 사실을 알아 냈다.

현대물리학은 원자만 들여다 본 것이 아니라 원자의 10만분의 1밖에 안되는 원자속 깊은 곳에 있는 아주 작은 알개이인 원자핵(줄여서 <핵>)을 드려다 보기 시작한 것이다.

1951년 내가 처음 물리학에 매료되어 물리학의 길로 이끌 게 한 <혼타코타로>교수의 <물리학 통론>도 고전물리였다.

그 때만 해도 현대물리학은 아주 특별한 물리학이었던 셈이다.

프랑크와 아인쉬타인으로 상징되는 현대물리학은 판도라의 상자였다. 그것이 바로 핵을 조작하여 질량을 에너지로 바꿀 수 있는 길을 열어 놨기 때문이다.

핵반응을 통해서 질량을 에너지로 바꿀 수 있다는 생각을 하게 된 것은 아인쉬타인의

E = mc^2 라는 공식에서 연유한다.

그리고 마침내 이탤리계 미국물리학자 엔리코 페르미가 시카고 대학에서 1942년 12울 2일 미국 시카고 시간으로 3시 25분 인류 역사상 최초로 인공 핵 연쇄반응을 실현시켜 알라딘램프의 제니를 불러 낸 것이다.

이 역사적 사건은 여러 면에서 일류사에 큰 변화를 가져 왔다.

제니는 재앙이기도 하고 축복이기도 했다. 원자폭탄은 히로시마와 나가사키에 투하되어 엄청난 인명을 빼앗아 갔고 오늘날도 인류는 핵무기의 공포에 시달리고 있다.

또한 제어된 핵 분열을 이용한 원자력 발전은 오늘날 세계 전력의 3~40%를 담당하고 있다. 그것은 축복으로 받아 들였던 것이다.

그러나 축복으로 받아 들였던 원자력 발전도 체르노빌 스리마일 아일랜드 그리고 이번 후코시마의 사고로 마냥 축복으로만 환영할 일이 아니라는 것이 증명되었다.

원전의 갯수와 그 의존도

한국은 갯수는 20개 남짓 세계 5번째이지만

그 의존도는 그 5개국중에서는 프랑스에 이어

2번째로 40%에 육박한다.

(3월 28일자 타임지에서)

이번 후쿠시마 원전 사고는 세계 원전계의 3번째 대형사고로 기록될 것이다. 원전사고는 항상 일어나게 되어 있다. 아무리 안전책을 강구한다 해도 상상밖의 사고는 일어나게 되어 있다.

후쿠시마도 궁극에는 연료봉이 더 이상 반응을 일으키지 않게 냉각시킬 것이고 이미 누출된 방상성 물질은 최대한 수거하여 안전한 곳으로 봉쇄처리할 것이다.

더 이상 수거할 수 없는 오염방사능 물질은 결국은 대기와 대양에서 희석되어 버릴 것이다. 후코시마원전은 폐쇄될 것이고 그 근접 지역은 한 동안 접근할 수 없는 위험지역으로 남을 것이다.

그 피해액은 천문학적 숫자에 육박할 것이다. 결코 값싼 에너지로 잘 못 인식된 원자력 에너지는 다시 한번 그 생산원가를 계산해 보아야 할 것이다. 앞으로 짓게 될 원자로는 더 안전하게 더 여러겹의 백업시시템을 도입해야 하므로서 그 건설 비용이 몇배에서 몇십배로 늘어 날 것이다.

그렇다면 그 대안은 무엇인가.

중수소를 이용한 핵융합 에너지가 안전하다고 하나 실용화 되기에는 앞으로 2~30년이 더 걸린다는 전망이다.

당장은 풍력이라던가 조력이라던가 태양열에너지등 청정 에너지원을 개발하야 할 것이다.

무엇보다도 중요한 것은 우리 국민하나 하나가 어떻게 에너지 사용을 줄일 수 있는가 의식 개혁을 해야 한다.

쓸데 없이 큰 집을 지어 냉난밤을 하고 쓸 데 없이 큰 차를 끌고 다니며 대기를 오염시키는 대신 원자력 발전소를 하나 덜 짓는 것이 궁극적으로는 더 안전하게 사는 방법이다.

후쿠시마가 마냥 남의 나라 이야기로 봐서는 안된다.