똑똑한 파동이
글 편집실
핵분열, 발전과 폭발의 차이를 만드는 비밀은?
핵분열은 양날의 검과 같아요.
원자력 발전을 통해 우리의 삶을 윤택하게 만들어주기도,
원자폭탄인 핵무기를 통해 존재만으로도 큰 위협을 주기 때문이죠.
어떻게 같은 핵분열인데 결과가 다를 수 있을까요?
파동이와 함께 알아볼까요?
농축의 차이가 만드는 결과
원자력 발전과 원자폭탄(핵무기)은 핵분열 연쇄반응을 일으켜서 생겨나는 에너지를 이용한다는 점은 같습니다. 그러나 원자력 시설은 핵분열을 일으킬 수 있는 우라늄(U)-235를 2~5 %(발전용), 20 %(연구용)1) 수준으로 농축해 장시간 동안 에너지를 만들지만, 원자폭탄의 경우 우라늄-235를 90 % 이상 고순도로 농축해 엄청난 양의 핵반응을 0.000001초 이내에 일으켜서 일시에 핵에너지를 모두 방출합니다.
우라늄-235 외에도 플루토늄(Pu)-239와 같이 핵분열성이 매우 강한 물질은 원자폭탄으로 사용할 수 있으며, 플루토늄-239는 자연에 존재하지 않아 우라늄-238을 통해 인공적으로 만들어야 합니다.
1) 연구용 원자로는 우라늄(U)-235의 농축도가 높지만 발전소에 비해 연료의 개수가 매우 적어 방사능이 높지 않습니다. 쉽게 말해, 원자력발전소의 1 % 정도 수준의 방사능을 가지고 있습니다.
원자폭탄의 원리
원자폭탄의 원리는 비교적 간단합니다. 고순도로 농축된 핵물질을 용기 속에 일정한 간격을 두고 넣습니다. 이후 목표 지점에서 화약을 폭발시키면 그 힘으로 핵물질이 한곳에 모이고, 그 순간 연쇄적인 핵분열 반응이 일어나면서 폭발이 발생합니다.
원리는 간단하지만, 그 위력은 약하지 않습니다. 일본에 떨어진 히로시마나 나가사키의 원자폭탄은 15,000~23,000톤의 TNT2)가 한 번에 터진 것과 같은 위력이었습니다. 이렇게 위력이 큰 이유는 원자폭탄의 핵반응이 TNT의 화학반응보다 수억 배만큼 큰 에너지를 순간적으로 방출하기 때문입니다.
2) TNT(트라이나이트로톨루엔): 폭발성의 화학물질로, 폭탄이나 기타 폭발물의 폭발력에 대한 기준으로 사용됩니다.
