교양으로 읽는 원자력 상식

위험인가, 가능성인가?

아는 만큼 보이는 원자력의 두 얼굴

우주를 구성하는 모든 물질은 원자로 이루어져 있다. 원자의 중심에 있는 원자핵은 ‘원자핵 반응’을 통해 엄청난 반응 에너지를 만들어내는데, 이것이 바로 ‘원자력’이다.

원자력은 평화적으로 사용하면 매우 큰 가치가 있다. 원자력은 지구 온난화나 기후변화와 같은 기존 화석 연료의 한계를 보완할 수 있는 새로운 에너지 자원으로 각광을 받았다. 인류는 지금으로부터 80여 년 전 원자력이라는 기술을 손에 넣음으로써 전과는 비교할 수 없는 풍요와 편리함을 얻을 수 있었다.

하지만 불행히도 인류는 파괴 무기인 ‘원자폭탄’을 만드는 데 이 원자력을 처음으로 사용했다. 원전 사고, 핵전쟁, 방사능 오염 등, 원자력에 얽힌 인류의 흑역사 역시 적지 않다. 이 같은 일련의 사건을 겪으면서, 원자력이 계속 가동할 가치가 있는 에너지인지에 대해 전 세계적으로 진지한 논의가 일었다.

이렇듯 원자력은 위험과 가능성을 모두 가지고 있는 양날의 검과도 같다. 이 책은 이론적인 면과 기술적인 면에서 ‘원자력이란 무엇일까?’, ‘원자력은 왜 위험할까?’, ‘원자력은 어떤 도움이 될까?’ 등을 쉽고 체계적으로 풀어나간 모두를 위한 교양서다. 원자력 발전을 찬성할 것인가, 반대할 것인가? 이는 독자 스스로 잘 생각하고 판단해야 할 문제다. 이 책이 그 판단에 도움이 될 수 있다면 큰 기쁨이겠다.

지은이 : 사이토 가쓰히로

1945년 5월 3일 출생. 1974년 일본 도호쿠대학교 대학원 이학연구과 박사과정을 수료했다. 현재 나고야공업대학교 명예 교수를 역임하고 있다. 이학박사로, 전문 분야는 유기화학, 물리화학, 광화학 그리고 초분자화학이다. 저서에는 《머릿속에 쏙쏙! 화학 노트》, 《머릿속에 쏙쏙! 상대성이론 노트》, 《가볍게 읽는 유기화학》, 《요리로 읽는 맛있는 화학》, 《화학 혁명》, 《하루 한 권, 화학 열역학》, 《알아두면 쓸모 있는 식품과학 이야기》, 《한 권으로 이해하는 독과 약의 과학》, 《유해물질 의문 100》 등 200권 이상이 있다.

옮긴이 : 이진원

경희대학교 일어일문학과를 졸업하고 현재 번역 에이전시 엔터스코리아 출판기획 및 일본어 전문 번역가로 활동하고 있다. 옮긴 책으로는 《생각하는 인간은 기억하지 않는다》, 《앵무새와 오래오래 행복하게 사는 법》, 《공복 최고의 약》(공역), 《모두를 위한 생물학 강의》, 《놀라운 리얼 종이접기 5: 공룡과 고생물 편》 등 다수가 있다.

들어가며: 과학의 눈으로 보는 ‘원자력’

제1장. 원자력의 역사는 어떻게 시작되었나?

01 원자력 시대의 문을 연 퀴리 부부

02 20세기의 역사를 연 2대 이론

03 E=mc2은 거대 에너지를 나타낸다

제2장. 원자핵 반응을 이용하면 에너지 문제가 해결될까?

04 화학 에너지와 재생 가능 에너지

05 현대 사회에 필요한 폭발 에너지와 폭약

06 원자력 에너지 이용: 핵분열 반응은 어디에 사용되었는가?

07 원자력 에너지 이용: 수소폭탄과 우주

08 원자핵 반응을 어떻게 평화롭게 활용할 것인가?

제3장. 원자력을 이해하기 전에 원자와 원자핵을 알아보자

09 원자는 어떤 구조를 가지고 있을까?

10 원자핵은 어떤 구조일까?

11 우주는 빅뱅으로 시작되어 핵융합으로 생겨났다

12 원자핵 분열은 어떤 조건에서 일어날까?

13 원자핵 붕괴 반응으로 방사선이 방출된다

제4장. 방사선에 대해 알아야 할 것

14 방사선과 방사능은 다르다

15 우리에게 매일 쏟아지는 방사선

16 원자핵의 변화가 지구 에너지의 근원

17 방사선은 인체에 어떤 영향을 미칠까?

18 현대 의료에 꼭 필요한 방사선

제5장. 원자력 발전의 구조를 살펴보다

19 원자력 발전의 원자로는 화력 발전의 보일러와 같다

20 현재의 원자력 발전은 핵분열 반응만 이용

21 현재의 핵연료는 우라늄의 독무대

22 핵폭발을 억제하는 제어재의 역할

23 중성자의 속도를 억제하는 감속재의 역할

24 물은 일석이조의 냉각재

제6장. 원자로의 내부를 분해해보다

25 원자로 격납용기의 내부는 어떤 모습일까?

26 방사선 사고를 방지하기 위한 부속 시설의 역할

27 분류 방법에 따라 다양한 원자로의 종류

제7장. 원자력 발전은 환경과 어떤 관계가 있을까?

28 반드시 발생하는 사용후핵연료를 어떻게 처리할 것인가?

29 사용후핵연료의 안전한 재처리 방법은?

30 원자력 발전은 환경을 위해 어떤 배려를 하고 있는가?

31 방사능의 위험을 완화하는 방법은?

제8장. 세계를 뒤흔든 역사 속 원자로 사고

32 초기 원자로 사고는 군사용 실험로에서 발생했다

33 세계적으로 피해의 심각성을 알린 스리마일섬 원전 사고

34 체르노빌 사고는 어떻게 일어났을까?

35 미군의 수소폭탄 실험으로 피폭된 제5후쿠류마루 사건

36 우여곡절의 길을 걸은 원자력선 ‘무츠’호 사고

37 부실한 작업 실태가 일으킨 도카이무라 임계 사고

38 꿈을 산산조각 내버린 고속증식로 ‘몬주’의 사고

39 2011년 3월 11일에 일어난 후쿠시마 제1원자력 발전소 사고

40 전쟁과 테러와 같은 예기치 못한 사태를 대비해

제9장. 앞으로 원자력 발전은 어떻게 진화해나갈까?

41 고속증식로의 연료 증식 구조

42 장점도 있지만 문제점도 있는 토륨 원자로의 개발

43 1950년대 1세대부터 차세대 원자로까지

44 마침내 수명이 다해가는 원자로의 신진대사

45 원자력 발전의 미래는 어떻게 될까?

제10장. 핵융합로는 인류의 미래를 짊어질 비장의 에너지 카드?

46 태양과 수소폭탄의 핵융합 반응

47 앞으로 30년이 더 필요한 핵융합로의 완성

48 1억 ℃의 연료를 견디는 핵융합로의 종류와 구조

49 핵융합로 실현을 위한 거대 국제 프로젝트가 생겼다