[6강 원자 속으로] 원자력 에너지

1. 원자력 에너지의 배경과 발전

 원자력 에너지는 엄청난 양의 에너지를 만들어 낼 수 있지만, 한편으론 방사성 폐기물 때문에 비난의 대상이 되기도 한다. 원자력 발전의 배경이 되는 과학은 제2차 세계대전의 맨헤튼 프로젝트로 거슬러 올라간다. 로버트 오펜하이머가 이끌었던 이 작은 물리학자 집단은 핵폭탄 3개를 만들어냈는데, 하나는 뉴멕시코 부근에서 시험폭파되었고, 1945년 8월에는 히로시마와 나가사키에 떨어져 전쟁 종결에 큰 역할을 해내었다. (물론 정말 많은 사람들이 희생되었다.)

과학 발전의 딜레마. 당시 히로시마에서만 16만여명, 나가사키에서만 8만여명이 사망했는데, 대부분이 민간인이었다고 한다. 꼭 이런 방법을 써야 했을까?

 전쟁이 끝난 후, 효율적으로 전기를 생산하는 방법의 일환으로 많은 나라에서 원자력 과학을 연구하였다. 과학자들은 농축 우라늄 원자(U-258) 하나에 중성자 하나를 충돌시키면, 석탄에 있는 탄소 원자를 태울 때 발생하는 열보다 1000만 배 더 많은 열이 발생하는 사실을 발견했다.

 이 반응을 바로 핵분열(nuclear fission)이라고 하는데, 이는 우라늄 원자가 더 작은 핵으로 나누어지면서 열과 중성자를 방출하고, 이 중성자는 다시 다른 우라늄 핵을 분열시키면서 추가적으로 에너지를 발생시키기 때문이다. 이는 태양이 4개의 수소 원자를 1개의 헬륨 원자로 융합시켜 에너지를 만들어내는 핵융합(nuclear fusion)과는 성격이 다른 핵반응이다.

 

2. 원자력 에너지가 해결책이 될까?

 원자력 발전은 세계 에너지 생산량의 7%정도만을 차지하지만 나라에 따라 중요성에 차이가 있다. 예를 들어 프랑스는 전체 에너지의 80%를 원자력 발전으로 생산하고(!) 일본은 30%, 미국은 20% 정도를 생산한다. 세계에는 약 557개의 원자로가 있고, 그중 400개 정도가 가동중이다. 원자력 에너지에 대한 불신은 뿌리가 깊은데, 아마 1979년 미국의 스리마일 섬과 1986년 구소련의 체르노빌에서 일어난 원자력 발전소 사고 때문이다. (비교적 최근에는 후쿠시마 원전) 하지만 지구 온난화에 대한 관심이 증가함에 따라 원자력 에너지가 다시금 주목받고 있는데, 이는 원자력 에너지가 지구 온난화의 주범인 이산화탄소를 배출하지 않기 때문이다.

출처) 경향신문 / 최근 가장 큰 원자력 에너지 사고로 기록되는 후쿠시마 원전폭발사고. 요즘은 어떻게 되어가는지 모르겠다...

 원자력 에너지에 반대하는 이유는 방사능이 대기로 방출되는 사고의 가능성이 있기 때문이다. 원자력 발전소에서는 우라늄 연료 소자들을 철제관에 넣은 후, 밀폐하여 연료봉을 만고, 이를 이용하여 핵분영 반응을 하는데, 이때 엄청난 열을 방출하며 물을 끓이게 된다. 몇 년 주기로 사용한 연료봉은 새것으로 교체해야 하는데, 비록 사용한 연료봉이라도 계속 방사능을 내뿜기 때문에 사람들이 없는 격리된 곳에 보관해야 한다. 연료봉은 10년 안에 방사능 수치가 1/1000로 줄어들고, 500년 후에는 석탄이나 화강암과 같은 광물들보다 더 적은 방사능을 방출한다. 하지만 핵연료에 따라서는 연료봉이 10만년간 위험할 정도로 방사성이 높은 경우도 있다. 

 

3. 방사성 폐기물 처리의 딜레마

 때문에, 방사성 폐기물의 저장과 취급, 관리의 문제는 우리 세대뿐만 아니라 다음 세대에 걸쳐 무거운 짐으로 이어진다. 전 세계는 이 문제를 해결하기 위해 고심하고 있다. 수십년에 걸친 과학적 연구와 정치적 논의를 통해, 미국은 네바다 주의 유카산에 지하 저장고를 만들어 폐기물을 보관하기로 결정했지만, 여전히 반대 여론이 거세고 해결해야 할 법적인 문제 때문에 보류중이다.

 원자력 에너지를 지지하는 사람들은 위험에 비해 얻을 수 있는 이득이 크고, 비용이 많이 들긴 하지만 다른 대체 에너지에 비해서는 훨씬 생산 비용이 싸다고 주장한다.

 반면, 원자력 에너지를 반대하는 사람들은 참사가 일어날 가능성이 너무 높으며, 노동집약적인 특성 때문에 비용 대비 효율이 낮다고 주장한다. 글을 읽고 있는 여러분의 생각은 어떠한가?