과학자가 들려주는 과학 이야기 38은 페르미가 들려주는 핵분열, 핵융합 이야기이다.

핵에 대한 궁금증을 많이 해소시켜주는 흥미진진한 책이다.

그리고 페르미란 과학자 역시 물리학 관련해서 많이 언급되는 과학자라 궁금하기도 했었다.두가지를 한번에 해결할수 있는 책이다.

페르미는 이탈리아에서 태어나 20세에 물리학 박사학위를  받았고 1929년 이탈리아 왕립 아카데미의 역대 최연소회원이 되기도 하였지만

이탈리아의 무쏠리니가 히틀러와 동맹을 맺으면서 반유대주의 운동이 퍼지자 유대인이었던 아내를 위해 1938년 노벨물리학상을 수상한 그해 미국으로 망명하여 교수로서 활동을 하였다. 그동안 원자 물리학에 끼친 업적은 페르미온, 100번째 원소 이름인 페르뮴, 핵물리학에서 사용하는 작은 길이는 페르미라고 부르고, 시카고에 페르미 가속기 센터 설립등에서 보듯이 아주 크다는 것을 알수 있다.  이 책의 구성은 총 9번의 수업으로 구성되었으며 핵 연구의 처음부터 오늘날까지라고 할만큼 그 흐름을  알 수 있다.

 

핵반응에는 핵분열과 핵융합이 있는데 오늘날 우리가 아는 원자 폭탄과 원자력 발전에는  핵이 나누어지는 반응인 핵분열로 이루어져있고,핵융합은 핵이 합쳐지는 반응으로 태양과 수소폭탄으로 그 위력을 알수 있고, 핵분열보다 7배나 더 에너지를 낼수 있으나 아직은 상용화되지 않은 미래 에너지를 위해 필요한 부분이기도 하다. 핵은 인류발전을 위해 사용이 되느냐 아니면 살상용로 쓰이냐는  두가지 얼굴이 있다.  그래서 아인슈타인도  죽기 일주일전에도 핵비무장화 운동을  한 이유를 알 수있기도 하였다. 아인슈타인의 유명한 상대성 이론  E=MC² 이 핵반응이 현실화되는 데 큰 역할을 한 것이 못내 걸렸기 때문일지도 모른다.

아인슈타인의 공식은 이 책에서 질량- 에너지 등가 원리라고 하며  이것은 질량은 에너지로 바뀔수 있고,에너지도 질량으로 바뀔수 있고 질량과 에너지는 표현만 다를 뿐이라는 것을 포함하는 데 뢰머가 알아냈던 광속을 포함한다.

광속은 초속 30만 KM로 이것을 제곱했을 때 에너지의 크기를 짐작할수 있다는 것이다.

원자로 탄생의 비화 또한 흥미진진하다.시카고 대학에서 사고실험을 구체화시켜 시카고 대학의 스쿼시 경기장에서

겨울에 행해졌는 데,원자로 실험은 2년12월 2일 오전 성공하여 원자력 에너지라는 것을 인류는 가지게 된 시점이다.

그리고  자연 방사성 원소 84번 플로늄, 86번 라돈, 88번 라듐, 92번 우라늄뿐만 아니라 핵분열을 일으키는 능력이 있고, 원자력 발전과 핵무기를 제조하는 데 널리 사용되는 인공 방사성 원소를 더 얻게 되었다.[95 크립톤, 89스트론튬,106루테늄,132텔루르,133크세논, 137세슘,140바륨, 144세륨 플루토늄 등]

오펜하이머가 총괄했던 원자폭탄  제조계획[일명 맨해튼 프로젝트]또한 원폭실험 1,2를 통해  핵폭탄이 폭발하는 모습을  나타내기도 하였다. 이 핵은 1986년 체르노빌에서 대참사를 일으키게 된다.핵발전소가 터지는 바람에 방사성 물질들이 누출되어 심각한 오염을 일으켜 방사능 피폭자를 양산하였다. 핵은 발전후 방사선 물질이 생기는 데 이것을 핵폐기물이라고 하는 데 핵폐기물은 저준위,중준위,고준위 핵폐기물로 구분하한다. 북한은 대만에서 핵폐기물을 수입하기도하였다.  핵폐기물은 위험한 물질이라 조심에 조심을 해야되는 것이다.  

방사선은 유전자와 염색체의 구조를 변화시켜 돌연변이를 일으키기도 하기 때문에 인류에 굉장한 문제가 아닐수 없다.

인류를 위해 도움이 되고자 했던 과학의 한부분이 다시 우리를 향해 공격하기도 하는등 무시무시한 일들이 발생하기도 하는 요즘.

초심으로 만든 과학자들의 열성을 되살려 현명하게 사용 발전하는 것이 우리에게 남은 과제일것이다.