(개미뉴스/ 오피니언) 핵에너지의 폭력성에 관한 성찰
▲ 이승무 : 순환경제연구소 소장, (전)노동당 정책위원, 노동당 생태평화위원회 운영위원
거의 대부분의 우라늄은 238U인데, 0.7%의 우라늄은 우라늄-235로 알려진 동위원소라고 합니다.
235U는 238U와 같은 숫자인 92개의 양성자를 가지고 있지만, 중성자의 개수는 146개가 아니라 143개입니다. 이렇게 N(중성자):P(양성자) 비율이 약간 낮아짐으로 인해 235U는 238U보다 원자핵이 불안정합니다.
불안정한 원자핵은, 소립자나 에너지를 방출하면서 더 심하게는 쪼개지면서 중성자와 양성자 간의 균형을 복원하려는 경향이 있습니다.
불안정한 동위원소 우라늄 -235의 원자핵 하나가 분열하면 두 개 또는 세 개의 미주 중성자가 방출되는데, 이들은 다른 우라늄-235의 원자핵에 의해 포획됩니다.
중성자를 포획한 이들은 즉시 매우 불안정한 상태가 되며, 결국 더 많은 중성자와 열 형태의 에너지를 방출하면서 추가적 유도 분열이 일어납니다.
그렇게 초기 핵분열은 2개의 유도 분열을 생성하게 되고, 그 다음 4개, 8개, 16개, 32개(2의 승수형태) 등의 연쇄반응이 일어나게 됩니다. 분열이 80개 또는 그 이후를 넘어서면 연쇄반응은 엄청난 양의 에너지를 방출하는데, 이것이 핵폭발입니다.
그러므로 원자폭탄의 원리는 연쇄반응을 어떻게 한꺼번에 일으키는가에 관한 것으로, 생성된 중성자의 집약, 유도분열을 일으키는 비율, 핵분열성 물질의 표면에서 손실률을 조정하는 문제입니다.
두 개의 작은 핵분열성 물질 덩어리를 빠르게 하나로 합쳐, 임계질량을 넘겨 연쇄반응이 지속되도록 하면 바로 핵무기가 됩니다.
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