노아(露兒)라는 호를 쓰는 서균렬(徐鈞烈) 교수의 [인문핵]이란 책이다. 서울대학교 원자핵공학과를 졸업한 후 대우 원자력과 한국원자력연구소를 거쳐 국비 유학시험에 단독 합격해 MIT에서 핵 기계공학 석사와 박사학위를 취득한 분이다. '인문학으로 본 원자핵'이라는 부제답게 이제는 원자핵을 인문의 시선으로 보자고 주장하는 책이다. 가난했지만 교육자였던 아버지의 영향을 받아 인문적 성향의 공학자가 된 저자는 보통은 사람들이 공학이나 과학 등이 건조하고 딱딱한 학문이라고 생각하지만 공부를 할수록 그렇지 않다는 것을 느꼈다고 말한다. 굳이 인문 핵이라는 말을 하는 이유도 거기에 있다고 말한다. 

이 책은 인문학이라는 책임감 있는 이야기와 함께 어린 시절부터 대학 시절을 거쳐 교수 시절 등 여러 과정을 담백하게 고백한 책이어서 진솔하고 무게감 있게 느껴진다. 개인적으로는 책을 통해 전자와 중성자에 대해 새로운 사실들을 많이 알았다. 맨해튼 사업의 총지휘자인 오펜하이머가 즐겨 읽던 책이 산스크리트 성전인 [바가바드 기타]였다. 이 책에 등장하는 전쟁의 신의 이름이 트리니티이다. 당시 코드명이 트리니티였다. 기독교의 삼위일체가 아니다. 

MIT로 유학을 가면서 "내가 핵을 만들겠다. 그 전에는 어떤 일이 있어도 우리 땅을 밟지 않겠다"고 독하게 마음 먹었던 저자는 웨스팅하우스에서 일하면서 핵발전소야말로 위험한 물건이라는 사실을 깨닫았다고 말한다. "핵은 내 안에 있구나. 바로 나구나"라는 깨달음도 얻었다고 한다. 이 책을 원활하게 읽으려면 원자, 원자핵(양성자+중성자), 전자 등에 대해 알아야 한다. 

길지만 상술해본다. 원자 한가운데에는 양전하를 띠는 양성자와, 양전하와 음전하를 모두 가진 중성인 중성자가 강력하게 결합되어 있다. 양성자와 중성자를 핵자(核子)라고 부른다. 양성자가 전자보다 많으면 양이온, 전자가 양성자보다 많으면 음이온이라고 한다. 내파(內破; implosion) 공학이란 플루토늄을 압축하는 기술이다. 핵무기 개발은 핵물리를 넘어선 핵공학의 영역이다. 이론만으로는 생산물을 얻기가 어렵다. 

천연 우라늄 1000개 중 오직 7개만이 핵무기를 만들 수 있는 우라늄 235다. 993개는 연료로 쓰기 힘든 우라늄 238이다. 하지만 원자로에서 플루토늄 239로 바뀌면 연료로 쓸 수 있다. 우라늄이 쪼개지면 세슘이나 스트론튬 같은 물질이 새로 생긴다. 전리(電離)란 전자를 떼어낸 것이라는 뜻이다. 원자의 바깥을 돌고 있던 음전하의 전자가 떨어져 나오면 원자는 음양의 균형을 잃고 양전하를 띠게 된다. 우라늄이 원자로에서 핵분열할 때 전자가 매우 많이 튀어나온다. 

원자로는 물로 가득 차 있다. 열을 식히기 위해서이다. 물은 방사선을 막아주는 역할도 한다. 전자는 진공이나 수중이나 상관없이 광속으로 움직인다. 정작 빛은 물속에서 속도가 조금 느려진다. 전자가 수중에서는 빛보다 더 빠르다. 이때 전자기파가 나온다. 이때 수중에 푸른빛이 보인다. 이를 체렌코프 현상이라 한다. 핵무기 기술은 굉장히 오래되었다. 원료가 되는 물질만 구하면 만드는 일은 어렵지 않다. 심지어 요즘은 핵물질을 인터넷으로 거래한다. 물론 핵탄두를 만들 정도의 양은 아니다. 이론적으로는 4KG 가량의 핵물질을 확보하면 핵무기를 만들 수 있다. 

원리는 간단하다. 유체역학이란 핵폭탄을 초강력의 무기로 만들기 위해서 필요한 학문이다. 원자탄에서 내폭이 일어나면 자몽 만한 플루토늄 덩어리가 압력을 받아 자두 만큼 작아진다. 이때 핵분열을 시작할 수 있도록 중성자를 쏘면 된다. 플루토늄 덩어리의 형태와 구조에 대한 분석 결과 30만 기압 정도의 압력을 가하면 자두만한 크기로 줄어든다. 이때의 질량이 바로 임계 질량 즉 핵분열을 할 수 있는 최소 질량이다. 30만 기압이란 6톤의 무게를 가진 코끼리 50만 마리가 1000분의 1초 동안 한치의 오차도 없이 입체각 360°로 위에서 동시에 누를 경우에 만들어지는 기압이다. 

핵무기와 원자로는 원리가 같다. 핵분열로 에너지를 얻는 것이기 때문이다. 원자는 원자핵과 전자로 나뉜다. 원자는 핵과 전자로 이루어진 구름 상태다. 특히 원자 가운데에 아주 작은 핵은 모든 물질의 핵심이라고 할 수 있다. 원자의 표피를 이루는 전자는 바깥 물질을 밀어내는 힘을 가진다. 만일 그런 것이 없으면 물질과 물질이 겹친다. 우리가 신체를 통해 외부 세계를 감각할 수 있는 것은 바로 이런 밀어내는 힘 덕분이다. 

우리가 일상에서 쓰는 핵이라는 말은 원자력이라고도 한다. 핵발전소 원자로나 핵무기를 만드는 물질을 가리킨다. 우라늄, 플루토늄, 토륨이 해당한다. 이들을 핵연료 물질이라고 한다. 이들이 핵분열을 하며 막대한 에너지를 생성한다. 그러면서 인체에 치명적인 해를 끼치는 방사성 물질을 뿜어낸다. 리제 마이트너가 핵분열 현상을 발견했다. 우라늄이나 플루토늄처럼 질량이 큰 물질의 원자핵에 중성자가 충돌하면서 둘로 쪼개지는 현상을 말한다. 이 과정에서 엄청난 에너지가 발생한다. 

탄소나 수소처럼 안정된 물질의 핵은 중성자를 쏴 충돌 시켜도 쪼개지지 않는다. 모두 핵을 가지고 있지만 핵개발의 원료가 되지는 않는다. 단 여기에는 이를 조절할 장치가 필요하다. 무기라면 폭발력을 최대치로 만들 장치가 필요하고 발전기라면 안정성을 담보할 장치가 필요하다. 원자력 발전은 필연적으로 폐기물을 남긴다. 현재 기술로는 이 핵폐기물을 안전하게 저장할 수 없다. 저자는 바로 이런 이유로 연구 개발이 필요하다고 말한다. 그동안 핵발전소를 짓는 데 돈을 쓰고 인력을 썼다면 이제는 안전을 위해 그만한 투자가 이루어져야 한다는 것이다. 

최근에는 핵분열이 아닌 핵융합으로 에너지를 얻는다. 핵분열이 원자핵이 쪼개지는 것이라면 핵융합은 두 개의 원자핵이 합쳐지는 것이다. 이 과정에서 발생하는 에너지를 이용하는 것이 핵융합 발전이다. 태양이 열을 내는 방식과 유사해서 인공 태양이라 불린다. 중수소는 양성자 하나와 중성자 한 개로 이루어졌고, 3중수소는 양성자 하나와 중성자 두 개로 이루어졌다. 핵이 만들어지면서 우리가 원소라고 부르는 '세상을 이루는 물질들'이 만들어졌다. 그 첫 번째가 수소다. 수소의 구조는 매우 간단하다. 

수소 원자는 양성자 1개로 이루어진 원자핵과 전자 1개가 결합한 상태다. 원자의 빈 공간은 매우 크다. 원자핵과 전자 사이에 어마어마한 공간이 있다. 잠실구장 한가운데 떨어뜨린 공이 원자핵이라면 그 주위를 빙 둘러싼 관중들이 전자에 해당한다. 왜 관중이 아니라 관중들일까? 그 이유는 위치를 특정할 수 없기 때문이다. 고정되어 있는 게 아니기에 어디에 있는지 알 수 없다. 전자는 확률로 존재한다. 위치를 특정할 수 없고 다만 그 흔적을 구름처럼 모호하게 표시할 수 있다고 해서 전자 구름이라 한다. 

핵은 물성을 유지하는 최소 단위다. 핵을 쪼개면 고유성질이 사라진다. 핵분열이라는 용어는 생물학에서 먼저 나왔다. 생물학에서의 분열은 세포핵 분열이고 핵공학에서의 분열은 원자핵분열이다. 생물학의 분열은 division이라 하고 핵공학에서의 분열은 fission이라 한다. 원자 주위의 전자는 도무지 어디에서 어떻게 존재하는지 알 수 없다. 위치를 알려면 빛을 쏘아야 하는데 빛 입자가 전자를 때리는 순간 그 충격으로 전자는 어디론가 가버린다. 그렇기 때문에 전자는 확률적으로만 존재한다. 

세슘이나 스트론튬처럼 인체와 자연계에 치명적인 물질들은 모두 인위적인 핵분열을 통해 만들어진 것들이다. 인간은 인위적으로 핵분열을 일으킬 수는 있지만 그 부산물을 어떻게 처리해야 할지는 모른다. 천연 우라늄에는 우라늄 234, 235, 238의 세 종류가 있다. 이들을 동위 원소라 부른다. 양성자수는 같고 중성자 수가 다르다. 핵분열 과정은 연속적이다. 하나의 원자핵 안에 양성자와 중성자가 강하게 결합되어 있다가 인위적 힘에 의해 깨지면서 중성자가 흘러나온다. 그 중성자는 또 다른 핵을 건드린다. 핵은 또 깨진다... 이런 식이다. 

이때 세슘, 스트론튬, 제논, 크립톤 같은 방사성 물질이 나온다. 최초의 분열에 이르는 시간이 1억분의 1초에 불과하다. 이 찰나의 순간에 엄청난 에너지가 발생한다. 우라늄 1g이 핵분열할 때 나오는 에너지는 석탄 3톤이 내는 에너지외 맞먹는다. 핵분열을 조절하면서 그 열로 물을 끓이면 하나의 도시가 사용할 전기를 생산할 수 있고 한꺼번에 터뜨리면 그 도시를 파괴하게 되는 것이다. 플루토늄은 자연 상태에서는 존재하지 않고 원자로에서 사용하고 남은 연료봉을 추출해서 만든다. 

히로시마에 떨어진 폭탄은 농축 우라늄 폭탄이었고 나가사키에 떨어진 폭탄은 플루토늄 폭탄이었다. 우라늄과 플루토늄은 화학적 성질이 다르다. 플루토늄은 질산 등을 이용해서 빼낸다. 농축 우라늄은 물리적으로 추려낸 것이고 플루토늄은 화학적으로 추려낸 것이다. 다만 플루토늄에는 유효기간이 있다. 핵분열이 잘 되는 플루토늄은 239다. 이것이 중성자에 노출되면 금세 240이 되어버린다. 짝수가 되면 안정성이 높아져서 잘 안 쪼개진다. 그래서 플루토늄은 만든 후 짧게는 6개월, 길게는 1년을 넘기지 않아야 한다. 

플루토늄이든 우라늄이든 핵발전의 연료로 쓰인다. 이론상으로는 핵발전소에서 핵폭탄을 만들 수 있다. 그래서 세계 핵 강대국들이 자신들 이외의 나라들이 플루토늄을 어떻게 처리하는지에 민감하다. 플루토늄을 함부로 처리하지 못하게 한다. 핵 확산을 막는다는 취지로 맺은 핵 비확산 조약(NPT)이 바로 그것이다. 쓰고 남은 우라늄을 재처리하면 핵무기를 만드는 플루토늄이 된다. 핵폐기물을 땅에 묻는 데에 엄청난 돈이 들어간다. 분열을 하면 우라늄 235의 원자핵이 중성자와 충돌하면서 두 개로 쪼개진다. 

바륨, 크립톤, 스트론튬, 제논, 플루토늄 등의 물질로 변한다. 시간이 흐르면서 납이나 철처럼 더 이상 핵이 깨지지 않는 상태로 변한다. 그 기간이 엄청나게 오래 걸려서 플루토늄 239는 반감기가 24000년쯤 된다. 계산해보니 24만 년이 지나야 붕괴를 멈춘다. 저자는 독일이 유대인(과학자들)을 박해 했기 때문에 그들이 미국으로 망명해 핵을 미국에서 먼저 만들게 되었다고 말한다. 인종주의가 결국 자신들의 목을 조른 셈이 된 것이다. 줄리어스 로버트 오펜하이머, 레오 실라르드, 한스 베테, 에드워드 텔러, 존 폰 노이만, 오토 프리슈, 유진 위그너, 제임스 프랑크 등이다. 

맨해튼 사업에는 대학, 연구소, 군대를 비롯하여 연인원 13만 명과 20억 달러가 투입됐다. 2년 8개월의 노력을 거쳐 미국은 세계 최초로 핵폭탄 개발에 성공했다. 맨해튼 사업을 주도한 오펜하이머는 전쟁을 끝낸 위대한 과학자라는 칭송과 함께 인류를 절멸시킬 위협적인 무기를 만든 사람이라는 비난을 한 몸에 받았다. 스스로도 후회를 많이 했다. 루스벨트 사후에 대통령직을 이어받은 트루만에게 자기 손에 피를 묻혔다며 핵개발을 그만두자고 했다. 하지만 승리에 도취된 미국은 이를 받아들이지 않았다. 트루먼은 그를 미국 원자력위원회에서 물러나게 한다. 오펜하이머는 소련의 첩자라는 누명을 쓰고 청문회에서 심문까지 당하는 수고를 겪는다. 

지금은 원자폭탄을 만드는 방식이 다양해졌다. 맨해튼 사업 당시 미국 전체 수요의 3분의 2에 해당하는 전기를 썼다. 자연에는 거의 없는 우라늄 235를 만들기 위해 전기가 많이 들어간다. 우라늄은 농축기와 전기가 필요하고 플루토늄은 원자로가 필요하다. 지금은 거의 플루토늄으로 핵무기를 만든다. 그동안 원전에서 확보한 것이 많기 때문이다. 요즘은 여기에 수소 등을 넣어 폭발력을 늘리고 있다. 크기는 작아지고 파괴력은 더 커지는 추세다.  

방사선은 방사성 물질이 뿜어내는 에너지이다. 불완전한 상태의 원자핵이 안정화되는 과정에서 나오는 입자와 빛을 말한다. 원자핵이 쪼개지는 핵분열이 일어나면서 방출되는 물질들이 바로 방사선이다. 알파선은 양성자와 중성자가 쌍으로 묶여 있는 구조 즉 헬륨이다. 베타선은 방출된 전자다. 중성자선은 파괴력이 훨씬 세다. 우주가 생긴 이래 방사성 물질은 계속 있었다. 그런데 인간이 핵을 이용하면서부터 양이 급증했다. 자연 상태의 방사선은 핵발전소나 핵무기에 비할 바가 못 된다. 인간 스스로 자기는 물론 지구 생태계를 위협하는 물질을 대책 없이 쌓아두고 있는 셈이다.

삼중수소는 양성자 하나와 중성자 두 개로 이루어진 물질이다. 중성자 하나가 전자를 방출(베타선) 하면서 양성자로 바뀐다. 그러면서 헬륨(양성자 2+중성자 2)이라는 안정적인 물질로 바뀐다. 지구의 위성인 달에 풍부한 물질이다. 지구에서 3중수소는 물의 형태로 존재한다. 온실 기체는 화석연료를 태울 때 발생한다. 물질이 타는 것은 산화 작용이다. 산소와 결합하면서 전자를 잃는 현상이다. 이 과정에서 열이 발생한다. 

그 열은 어디에서 나오는가? 탄소와 산소의 외곽을 돌고 있는 전자들이 서로 합치면서 자리를 바꾼다. 그러면서 질량이 달라지고 여기서 에너지가 발생한다. 탄소화합물에 묶여 있던 전자들이 더 안정적인 이산화탄소와 물을 구성하기 위해 위치를 바꾼다. 산소는 전자를 강하게 끌어당긴다. 탄소와 산소가 결합할 때 탄소의 전자들이 공유 결합을 형성하며 더 낮은 에너지 상태로 이동한다. 이때 공유 결합 에너지의 차이만큼 열과 빛의 형태로 방출된다. 핵분열 자체는 이산화탄소를 발생시키지 않는다. 

다만 핵발전이라고 해서 이산화탄소와 무관한 것은 아니다. 우라늄 235의 비율을 높이는 농축과정처럼 핵연료를 만들 때 전기가 엄청나게 들어간다. 화석연료를 이용한 발전시설로 만든 전기를 써야 하기 때문이다. 핵폐기물을 관리하는 데도 전기가 소모된다. 핵폭탄과 핵발전소 중 핵폭탄이 먼저다. 어찌 보면 핵발전소는 핵폭탄으로 대량살상의 문을 연 것에 대한 속죄라고도 할 수 있다. 

엔리코 페르미는 우라늄 핵이 쪼개질 때 탄소를 두면 중성자 속도가 적당하게 낮아진다는 것을 알아냈다. 자동차로 치면 제동장치인 셈이다. 그래서 핵발전소 원자료에 탄소로 만든 제어봉을 집어넣는다. 폭탄에는 이런 장치가 없다. 조절할 필요가 없기 때문이다. 중성자 속도를 늦추는데 물을 쓰는 경수로와 달리 흑연을 쓰는 곳도 있다. 물은 고온에서 끓어버린다. 흑연 감속로는 그럴 염려가 없다. 

전기는 인류에게 이전과는 비교할 수 없는 문명을 선사했다. 전기는 어디에서 왔는가? 광물에서 왔다. 석탄, 석유가 그렇고 우라늄도 돌에서 온 것이다. 우라늄은 자연에 존재하는 돌에서 채굴한다. 광물은 돌을 구성하는 기본 단위다. 제어봉은 핵분열에서 불쏘시개 역할을 하는 중성자를 흡수하는 역할을 한다. 핵폭탄은 우라늄이나 플루토늄을 원료로 만든다. 구체적으로는 우라늄 235, 플루토늄 239다. 우라늄의 원자번호는 92번, 플루토늄의 원자번호는 94번이다. 

핵폭탄을 만들 때 플루토늄을 쓰는 이유는 우라늄 235를 구하기 어렵기 때문이다. 235만 얻는 유일한 방법은 기체로 만들어서 원심분리기에서 마구 돌리는 방법뿐이다. 그러면 무거운 238은 바깥으로 뛰쳐나가고 상대적으로 가벼운 235가 남는다. 이를 수천 번 반복해서 235의 비율을 높인 것이 농축 우라늄이다. 우라늄 235의 핵은 양성자 92개와 중성자 143개가 묶여 있다. 

중성자가 홀수여서 두 개씩 짝을 지어보면 하나가 남는다. 이런 핵은 불안정해서 쉽게 쪼개진다. 수소 폭탄의 원리는 핵융합이다. 두 개의 수소 핵이 붙어서 헬륨이 되면서 엄청난 에너지가 발생한다. 수소 원자를 융합시키려면 1억도의 온도가 필요하다. 지금 태양 중심부 온도가 1500만 도이니 6배가 넘는 어마어마한 고온이 필요한 것이다. 그래도 방법을 찾는 데 성공했다. 원자폭탄을 터뜨려서 열을 생성한 것이다. 그렇게 해서 수소 원자끼리 결합하면서 질량이 바뀌고 바로 여기서 또 한번 E=mc²이 등장한다.

방사성 물질은 인체에만 치명적인 것이 아니다. 사고 수습 당시 투입된 로봇이 몇 초 만에 작동을 멈췄다. 전자회로가 전부 망가져버린다. 방사선은 전하를 띠고 있다. 당연히 합선이 된다. 저자는 스리마일(1979년), 체르노빌(1986년), 후쿠시마(2011년) 핵발전소 사고에 대해 상세히 설명한다. 핵폐수 이야기를 해보자. 저자에 의하면 핵폐수는 세계 바다 생태계에 적지 않은 영향을 끼칠 것이다. 오염 농도가 묽어지니까, 희석되니까 괜찮을 것이라고 말한다. 정말 무책임한 말이다. 

바다가 아무리 넓다고 해도 지구 안에 있다. 서로 돌고 돈다. 해류를 타고 오염물질이 세계 바다로 퍼진다. 그러는 동안 완전히 걸러지지 않은 핵 오염물질들이 해저로 가라앉을 것이다. 바다 생태계가 오염된다. 먹이사슬을 타고 우리 인간의 식탁 위로 올라온다. 그럴 일이 없다고 누가 단정할 수 있을까. 저자는 현재 진행중인 심각한 사안도 마치 오래전에 지나간 일처럼 인식하는 것을 우려한다. 후쿠시마 원전 이야기를 하면 아직도 후쿠시마야, 그만 하지 등의 반응이 나온다고 한다. 사람들이 지겨워 한다. 

저자가 말하는 인문핵이란 핵을 인문학으로 바라보는 것이다. 핵을 이용하되 목적과 맥락을 생각하자는 것이다. 일단 핵 폐수가 발생했을 때 가장 좋은 방법은 가두는 것이다. 밖으로 나가지 못하게 하는 것이다. 그런데 일본은 그 반대로 한다. 예전 스리마일 섬 원전 사고 때 미국도 강에 다 쏟아 버리려고 했다. 사고 후 2천 톤 정도 되는 핵 폐수가 발생했는데 주민 반대로 방류는 못했다. 그래서 증발시키고 남은 물질을 보관하는 방법을 썼다. 이 방식이 대기중 방사선 농도를 크게 높이지 않을 수 있어 한때 후쿠시마 쪽에서 검토하기도 했다. 그러다가 왜 굳이 바다에 버렸는지 아직도 의문이다. 

한국, 중국, 일본은 적어도 핵에 관해서는 하나로 묶여 있다. 지리적으로 그렇다. 그래서 삼국이 지속적으로 협력해야 한다. 그동안은 한국이나 중국이 환태평양 조산대에 자리한 일본 쪽보다는 지진이나 지진 해일 위험이 덜하다고 여겨져 왔다. 그런데 최근 아시아 각 지역에서 이상 징후가 나타나고 있다. 중국, 한국, 일본이 속한 유라시아 판이 꿈틀거리고 있다. 우리나라만 해도 경주, 포항 등지에서 계속 지진이 발생한다. 2024년 1월 1일 발생한 일본 이시카와현 노토반도 지진으로 해서 지반이 올라와 육지가 됐다. 해안선이 200m나 밀려났다. 

저자는 비용 생각하느라 안전은 뒷전인 현실을 안타까워 한다. 경수로, 중수로는 가압경수로, 가압 중수로란 말이다. 가압이라는 압력을 가한다는 뜻이다. 물의 끓는 점을 높이기 위해 가압한다. 가압기로 150 기압을 가해 370도까지 물이 끊지 않게 조절한다. 중수에 있는 수소는 이미 중수소 상태라 중성자가 붙지 않는다. 자연 상태의 물에서 중수는 5만 개 중 하나밖에 없다. 그러나 이것도 농축을 해야 한다. 그럼에도 굳이 중수로를 선택하는 데는 천연 우라늄을 농축과정 없이 그대로 쓴다는 장점 때문이다. 

핵분열 과정에서 얻어지는 플루토늄이 중수로에서 더 많이 나온다. 중수는 감속재다. 정전 사고는 가장 위험하다. 냉각수 등을 공급할 펌프가 멈추면 최악의 경우 후쿠시마 핵발전소처럼 원자로가 녹아내릴 수 있기 때문이다. 저자는 지금 우리가 북한의 위협을 걱정하지만 우리 내부적으로 쌓인 핵물질도 만만치 않다고 말한다. 안전성 확보가 시급하다는 것이다. 지금 보관중인 핵물질에 문제가 생기면 사태는 걷잡을 수 없이 커질 수 있다. 

저자는 언론에서 최첨단 기술인 것으로 포장하는 사안에 대해 역으로 말하면 그것은 아직 검증이 되지 않았다는 뜻이라고 말한다. 북한의 핵 개발은 일찌감치 시작되었다. 한동안 지지부진했다. 그러다 1991년 소련이 해체되면서 망명 과학자들이 북한에 오면서 비약적으로 발전했다. 핵개발에는 돈이 많이 든다. 우라늄 농축, 플루토늄 처리가 필수 과정이고 고강도 알루미늄 제작이나 원심분리기 제작에도 돈이 무척 많이 든다.

핵실험을 하는데도 돈이 든다. 회당 1000억원 쯤 된다. 저자는 물리학적 관점으로 보면 이제는 핵이 아니라 쿼크의 시대라고 한다. 인류가 핵을 발견하고 양성자와 중성자를 알게 되면서 이들이 만들어내는 엄청난 에너지를 사용했다. 저자는 오늘 우리가 숨 쉬는 대기에는 체르노빌의 세슘, 후쿠시마의 플루토늄이 섞여 있다고 말한다. 저자는 인문학이 없는 과학은 언제든 괴물을 만들어낼 가능성이 있다고 말한다. 저자는 80년 전 마법의 항아리에서 빠져나온 원자핵을 인문 핵의 이름으로 다스려야 할 때라고 말한다.

최근에는 비판적인 이야기를 많이하다 보니 고소 고발을 당하기도 했어요. 2023년 5월 라디오 인터뷰를 하면서 후쿠시마 핵폐수 해양 투기를 강하게 비판했습니다. 표층수와 달리 심층수는 우리 바다로 유입되는 시간이 훨씬 짧아서 몇 년 아니라 몇 달 만에 닿을 수도 있다고 잠재적 위험을 경고했어요. 그랬더니 우리나라의 한 어민 단체에서 저를 고발한 거예요.허위 사실로 생업을 방해했다는 이유로 말입니다. (-23-)

저는 1974년도에 서울대학교 원자핵공학과에 입학했습니다. 그때는 선택의 여지가 없었어요. 전국적으로 '핵' 이라는 이름이 있는 학과는 그곳이 유일햇습니다. 입학하고 보니 유독 교수님 주에 MIT 출신들이 많았어요. 저도 계속 공부하려면 유학을 가야겠구나 하고 생각했습니다. 그런데 당시는 시국이 어수선했습니다. 학생들이 공부만 하기에는 시절이 험했어요.(-33-)

원자로는 인위적으로 핵분열을 일으키는 장치예요. 핵분열이라는 게 뭡니까? 우라늄이나 플루토늄 같은 질량이 큰 물질의 원자핵이 중성자와 충돌하면서 둘로 쪼개지는 현상이에요.이 과정에서 엄청난 에너지가 발생합니다. 1939년 독일 물리학자인 리제 마이트너가 최초로 발견하죠.이 분 별명이 '원자폭탄의 어머니' 예요. 왜일까요? 핵분열로 발전할 수도 있지만, 어마어마한 폭발을 일으키는 무기가 될 수 있다는 걸 밝혀냈기 때문입니다. (-79-)

우라늄 234엔 질량수 234에서 양성자 92개를 뺀 142개의 중성자, 235엔 143개 중성자, 238엔 146개 중성자가 있습니다. 이중에서도 중성자 수가 홀수인 우라늄이 좀 더 불안정합니다., 잘 깨진다는 뜻이에요. 그래서 핵발전이든 핵무기든 우라늄 235를 주로 사용합니다. (-130-)

오늘날 가봉 공화국이 있는 오클로 광산이 바로 그 현장입니다. 이 지역 광산 지하에는 지하수가 있어요. 상당한 압력이 작용하면서 지금으로 치면 핵분열 시 중성자의 속도를 늦추는 가압 경수로 역할을 한 거예요.햑분열이 일어나면서 열이 발생하고 물은 끓여서 증기가 됩니다. 부피가 갑자기 1000배쯤 늘어났어요.부피가 늘어난다는 얘기는 분자 간 거리도 그만큼 는다는 뜻입니다. 그러면서 더 이상 중성자의 속도를 떨어뜨리지 못하며 핵분열이 줄어듭니다. (-158-)

그런데 핵시험 이후로 암으로 죽어가는 사람들이 생겨요. 대표적인 인물이 영화배우 존 웨인입니다.사망 전까지 각종 암으로 고생을 많이 했는데요. 그 원인이 핵시험으로 인한 방사성 물질 유출 때문이라는 의혹이 짙어요. 실제로 그는 생전에 핵시험장 주변에서 영화를 다수 찍었습니다. 심지어 함께 일했던 다른 배우나 영화제작진들도 암과 백혈병으로 죽습니다. 영화 촬영장이 있던 미국 서부의 유타, 네바다, 애리조나 지역 모두 네바다 핵시험장과 이웃해 있었습니다. 방사성 물질은 꽤 먼 거리까지 갑니다. 한참 떨어진 미국 북동부 오대호 지역에서 지금도 플루토늄이 검출되고 있을 정도예요. 단순히 음모론으로 치부할 수 없는 이유입니다. (-191-)

북한의 핵무기 개발도 이러한 맥락 안에 있습니다. 그전부터 북한은 핵에 둘러싸여 있었어요. 중국, 러시아가 있었고 그 아래 남한에도 미국 전술핵이 배치되어 있었으니까요. 일본도 사실상 핵보유국이나 마찬가지입니다. 플루토늄을 잔뜩 갖고 있잖아요.미국이 허락하면 언제든지 핵무기로 전환할 수 있습니다. (-257-)

책 『서균렬 교수의 인문핵』에는 햑무기를 다루고 있다. 저자는 1970년대 서울대학교 원자핵공학과에 입학하였으며, 자신의 70년 인생에서, 50년의 인생을 핵, 원자력, 방사선 물질과 관련한 일에 매진하고 있었다.그가 생각하는 핵은 인류를 물질적으로 풍요로운 삶,인가의 욕구를 적극 반영하는데 올인하였으며,그것이 핵에 대한 공학적인 접근,자본주의적인 접근으로 이해하고 있었다.이 두가지 접근법이 지속된다면, 인류는 외계생명이 아닌, 인간에 의해 멸종될 수 있고, 결국 인간의 인위적인 기술과 진보가 지속된다면, 이 지구에 인간이 사라질 수 있다는 것을 핵을 통해서 핵이 주는 이로움과 해로움을 비교하고 있었다. 

92번 원소 우라늄(U)은 1789년 독일 화학자 클라프로트(Martin Heinrich Klaproth,1743~1817)에 의해 피치블렌드라는 광석에서 처음 발견되었으며, 자연원소 중에서,가장 무거운 원소다. 이후  1940년 5월 에드윈 맥밀런과 필립 에이블슨에 의해 93번 원소 넵튜늄을 추출하였으며,  1941년 2월 버클리의 젊은 화학자 글렌 시보그와 세그레는 94번 원소 플루토늄을 발견하게 된다. 1789년부터 1940년대까지 인간이 발견해낸 이 세가지 물질은 인류가 그 어느 때보다 물질적인 풍요로움과 함께 매우 위험한 무기와 에너지를 가질 수 있게 되었다.

자연이 만든 천연 에너지가 아닌 인간이 인공적으로 만든 에너지로 인해 핵무기가 전쟁애 사용될  수 있었으며,원자폭탄 두기가 독일이 아닌 일본 나가사키와 히로시마에 투하되었다. 일본은 한 번도 경험해 보지 못했던 핵무기로 인해 미국에 투항하게 되었으며, 21세기 지금도 여전히 핵무기 트라우마에서 벗어나지 못하고 있다. 특히 2011년 동일본 대지진으로 인해 후쿠시마 원자력이 녹아내리면서, 1979년 스리마일섬(TMI) 원전사고 ,1986년 체르노빌 원전 사고Chernobyl disaster 에 이어서, 후쿠시마 제1 원자력 발전소 사고 는 세계 3대 원전 사고라고 말하고 있다.

저자는 핵에 대해서,인문학적으로 접근해야 한다고 말하고 있으며,경제적으로 접근하게 되면,그 피해가 인간에게 고스란히 돌아간다고 경고하고 있다. 미국이 세계의 패권국가로 존재하고 있기 때문에, 어느 정도 핵 자산에 대한 통제가 이어지고 있지만,그 통제가 미국이 아닌 다른 나라로 패권이 옮겨갈 때, 매우 위험한 상황에 내몰릴 수 있다고 경고하고 있는 이유 중 하나로, 핵자산을 언제든지 무기로 쓸 수 있는 중국, 러시아, 일본,북한에 둘러싸여 있기 때문이다. 특히 북한보다 더 위험한 나라 일본에는 본토에 플루토늄을 쌓아두고 있으며,한국 또한 일본과 똑같은 입장이다. 원자력 발전 의존도르 줄여나가야 하는 이유, 대한민국 에너지 정책이 앞으로 태양열, 풍력,수력 발전으로 전환되어야 하는 이유에 대해서, 책 『서균렬 교수의 인문핵』에서 설명하고 있다.

핵, 핵 발전, 핵무기와 같은 단어들은 뉴스나 언론에서 자주 들어본 말이지만 실상 생활 속에서 친숙하게 다가오는 말은 아니다. 왠지 핵 분야 전문가 또는 연구자들만이 아는 신비스러운 영역일 것 같아 관심 밖에 두고 있었지만 서균렬 교수의 핵 이야기를 읽으면서 좀 더 핵과 관련하여 일반 시민들도 관심을 가져야 할 영역임을 알게 된다. 

특히 남북한이 분단되어 있는 상황에서 북한은 자신의 정권을 유지하기 위한 최후의 보루 수단으로 핵을 무기화하고 있으며 전술핵이니 핵우산이니 하는 군사 용어들이 심심찮게 들려오고 있다. 그뿐인가. 우리의 식탁과 생명을 위협하고 있는 후쿠시마 원전 방류수 문제가 작년 한 해 많은 이야깃거리가 되어 왔다. 하지만 시간이 흐르면서 언론에서도 좀처럼 다루지 않고 있어 현재 상황이 어떻게 진행되는지 알 수가 없는 지경이다. 

서균렬 교수는 아마도 우리나라 1세대 핵 공학자가 아닌가 싶다. 미국과 프랑스에서 핵을 공부하고 한국으로 돌아와 대학에서 후학을 양성하면서 동시에 핵 분야 연구소에서 줄기차게 핵의 유용성과 함께 동시에 위험성을 알리면서 핵을 과학을 넘어 인문학으로 보자는 운동을 하고 있다. 그 이유는 우리가 잘 아는 바와 같이 아무리 경제성이 뛰어나고 활용 측면이 높은 핵 발전이라고 해도 원전 사고가 한 번 일어날 경우 걷잡을 수 없을 정도로 피해가 일어난다는 사실을 역사적 사례를 통해 익히 알고 있기 때문이다. 

핵 발전은 경제성 이전에 안전을 철저하게 담보해야 한다는 사실을 강조한다. 미국에서 최초로 원자 폭탄을 개발하고 뒤이어 소련(러시아), 영국, 프랑스, 중국, 인도, 파키스탄, 북한까지 많은 나라들이 인류를 멸절시킬 수 있는 핵을 보유하고 있는 상황이다. 각 국가의 정책에 따라 원전을 폐기하는 나라도 있지만 위험성을 늘 안고 원전을 계속해서 유지하는 나라도 있다. 다만 핵을 다루는 근본적인 철학의 바탕 위에 국민의 생명을 철저히 보호하는 취지 아래 운용되어야 한다는 원칙을 지키는 것이 중요할 듯싶다. 

이 책은 공학을 전공하지 않은 일반인들도 알기 쉽게 글이 씌어 있다. 마치 말하는 이를 바로 앞에 두고 이야기를 듣는 듯한 느낌이다. 약간 어려운 용어들도 쉽게 풀어 말하듯이 정리해 놓은 글이라 생각보다 어렵지 않게 읽어낼 수 있는 책이다. 특히 핵 관련 책 중에 입문서로 읽기에 참 좋은 책인 것 같다. 

서균렬 교수의 고민은 늘 변함이 없다. 핵공학을 연구하면서 항상 인문학적인 고민을 갖는다는 점이다. 1988년 이후 노태우 대통령이 비핵화를 추진하기 전까지만 하더라도 우리나라에 무려 1000기 가까운 핵무기가 있었다고 한다. 당시 세계 3위 규모였다고 하니 놀라지 않을 수 없다. 핵은 산업으로 끝나지 않는다. 환경과 우리 삶에 거대한 영향을 끼치기에 거시적 안목으로 정책을 결정해야 한다고 강조한다. 

핵은 경제의 문제가 아니라 안전의 문제이기 때문이다. 

핵의 가장 큰 위험성은 핵분열 후 그 부산물을 처리하는 과정이다. 양날의 검이기에 어떻게 쓰느냐가 제일 중요하다. 

인문핵이란 낱말이 눈에 들어온다. 인문학으로 본 원자핵이라고 그렇게 이름을 붙였다고 한다. 서균렬 교수라는 이름은 기억하고 있지 않았는데 표지에 들어간 사진을 보니 유튜브 영상에서 여러 차례 본 교수님이다. 책을 읽어보니 상당한 권위자라는 생각이 들었다.

핵이라고 하면 왠지 어려울 것 같았는데 일반인도 잘 알 수 있도록 쉽게 썼다. 고등학교 때 화학 선택을 했지만 시간이 오래 돼서 많은 것을 기억하고 있지 않다. 이 책은 굳이 그 정도 지식까지도 필요하지 않아 편하게 읽을 수 있었다. 과거 우리나라의 핵 관련 정책, 비핵화 선언, 다른 나라들의 핵개발, 일본의 오염수 방류 등에 대해 평소 깊이 알지 못하던 것들을 알려주었다. 주번에 한 번쯤 읽어보라고 권할 만한 책이다.