［미니상식］「원자탄과 원자로」…우라늄 농축정도따라

원자탄과 원자로. 악마와 천사로 상징되는 원자력의 두 얼굴이다.

원자탄은 핵전쟁의 위험을 지닌 화약고이지만 원자로는 전기발전을 통해 인류에게 에너지를 제공한다.

원자탄과 원자로는 핵분열이란 같은 원리를 이용한다.

우라늄(U235) 플루토늄(Pu239) 같은 무거운 원자핵은 중성자와 충돌하면 두 개의 원자핵으로 분열되고 평균 2.45개의 중성자와 약간의 에너지를 방출한다. 방출된 중성자로 인해 연쇄적으로 새로운 반응이 일어나는 것이 핵분열이다.

이런 핵분열은 자연 상태에서 0.7%에 불과한 우라늄을 농축시켜야 일어난다.

원자탄은 짧은 시간에 막대한 에너지를 방출시켜 폭발이 일어나게 해야 하므로 우라늄 농축도가 95%이상돼야한다.

반면 원자로는 천연 우라늄을 그대로 쓰거나(중수로) 3% 정도 농축하는 것(경수로)으로 충분하다. 감속재를 이용해 원자로안에서 핵분열이 천천히 일어나도록 하고 핵연료 주위에 물을 순환시켜 원자로의 온도를 낮춘다.

플루토늄을 원자탄의 원료로 사용하려면 사용 후 핵연료를 재처리해야 한다.

〈김학진기자〉