[유레카] 원자력과 핵에너지 / 이근영

체코의 테멜린 핵발전소. 게티이미지

체코의 테멜린 핵발전소. 게티이미지

과학자들은 물리 현상을 양적으로 표현할 때 벡터와 스칼라 두 가지를 쓴다. 벡터는 크기와 동시에 방향을 갖는 물리량으로, 속도·가속도·힘·전기장·자기장 등이 여기에 든다. 스칼라는 크기만 나타내는데, 길이·넓이·시간·온도·질량·무게·속력·에너지 따위를 말한다.

원자는 가운데 핵이 있고, 주변에 전자가 돈다. 핵은 중성자와 양성자로 나뉜다. 양전기를 띤 양성자 수와 음전기를 띤 전자의 수가 같아 원자는 중성이다. 원자는 매우 안정적이어서 원자로 구성된 물질이 고유한 성질을 유지할 수 있다. 핵을 구성하는 양성자와 중성자는 핵력이라는 매우 강한 힘으로 묶여 있다. 원자가 안정적인 까닭이다. 하지만 핵이 쪼개지면 다른 원자로 바뀔 수 있는데, 이때 엄청난 에너지가 방출된다. 오스트리아 여성과학자 리제 마이트너는 1939년 ‘우라늄이 쪼개지며 2억 전자볼트에 이르는 운동에너지가 발생한다’는 논문을 <네이처>에 발표하면서 ‘핵분열’이라 표현했다. 2년 뒤 이 스칼라에는 ‘핵에너지’라는 이름이 붙었다. 이를 원자력(atomic power 또는 force)이라는 벡터로 말하는 건 과학적으로 잘못된 표현이다. 원자에너지라는 말도 아직 원자의 구조를 잘 모르던 1903년 마리 퀴리가 ‘열을 발산하는 라듐’을 발견한 데서 비롯됐다.

원자폭탄은 공상과학소설 <타임머신> <투명인간>의 작가 허버트 조지 웰스가 1914년 <해방된 세계>에서 ‘영원히 폭발하는 폭탄’을 가리키는 말로 처음 썼다. 하지만 실제로 원자폭탄이 떨어진 1945년에는 이미 ‘핵무기’라는 말이 등장했다. 1957년에 설립된 국제원자력기구(IAEA)가 왜 핵에너지 대신 원자에너지를 썼는지 의문이다. 미국은 1975년 원자에너지위원회(AEC)를 핵규제위원회(NRC)로 바꿨다. 법 이름은 ‘원자에너지법’을 유지했지만 조문 어디에도 ‘원자력’이라는 말은 없다.

이근영 선임기자 [e-mail]