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영화 속 원자력 – 세인트(THE SAINT)

  • 2015.05.19.
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영화속원자력-세인트

 

오늘날 세계에서는 다양한 종류의 에너지를 얻기 위해 연구와 개발을 진행하고 있습니다.

화석연료가 다 떨어지는 것을 대비한 신재생에너지의 효율성을 높이기 위한 연구, 기존의 에너지를 재활용 또는 재해석하여 조금의 공정만으로도 새로운 에너지로 탈바꿈시키기 위한 연구들이 끊임없이 이뤄지고 있는데요.

수많은 에너지들 가운데 엄청난 에너지를 얻을 수 있는 에너지가 있습니다.
이 에너지에 대한 힌트를 드리자면 ‘태양’, ‘스파이더맨2’, ‘중성자’ 이제 감이 좀 오시나요?
네, 바로 ‘핵융합 에너지’입니다.

태양은 1메가톤급 핵폭탄 약 천억 개의 폭발력에 해당하는 엄청난 에너지를 1초만에 생산하는데, 이는 태양에서 일어나는 핵융합 에너지의 어마어마한 에너지 덕분입니다.

<스파이더맨2>는 무슨 연관이 있는지 고개를 갸우뚱하는 분이 계실지도 모르겠지만 영화 내에서 악당으로 나온 옥토퍼스 박사는 핵융합 에너지를 이용해 세계를 정복하려고 했습니다.

그는 핵융합 에너지를 ‘무한한 에너지’라고 표현할 정도였습니다.

핵반응으로 인해 발생하는 에너지는 화학반응에 의해 발생하는 에너지보다 백만 배 이상 크기 때문에, 핵융합 에너지는 무한한 미래 에너지로 주목을 받고 있습니다.

이 정도면 옥토퍼스 박사가 무한한 에너지라고 표현한 것도 틀린 말은 아니겠지요?

오늘은 이 <스파이더맨 2> 보다 먼저 개봉했던 영화인 <세인트(The Saint, 1997)>에 대해 이야기해볼까 합니다.

 

영화속원자력-세인트
<변장의 명수인 주인공>

 

◆ 미래를 바꿀 에너지 공식을 훔친 도둑과 사랑에 빠지는 박사의 이야기

오늘 소개해 드릴 영화 <세인트>의 줄거리는 이렇습니다.
사이먼 템플러(Simon Templar)는 변장의 명수인 전문 도둑입니다.

그는 주문받은 물건을 감쪽같이 훔쳐내서 막대한 금액의 사례금을 받습니다.
세인트라는 별칭은 언제나 가톨릭 성자의 이름으로 가명을 만들기 때문인데요.

사이먼이란 이름도 성경에 등장하는 ‘신의 권력을 사려고 시도했던 마술가, 시몬 마구스’에서 따온 것이고 템플러 역시 중세의 수도승 이름입니다.

마지막 장면에서 러셀이 사이몬에게 남겨준 옷핀이 바로 세인트의 표식이고, 찾아 헤맨 자아이다.
러시아의 야심가 트레디악은 세인트에게 한 여성과 학자의 공식을 훔쳐달라는 주문을 합니다.

옥스퍼드 대학의 러셀 박사는 세계의 에너지 부족을 완전히 해결할 수 있는 혁신적인 핵융합기술을 발견한 것입니다.
공식을 빼내기 위하여 세인트는 박사에게 접근하게 되는데요.

세인트는 무난하게 공식을 적은 메모지를 빼돌리지만 문제는 두 사람 모두 사랑에 빠졌다는 점. 놀라운 통찰력으로 세인트의 행방을 알아낸 러셀은 모스크바로 찾아갑니다.

세인트는 트레디악에게 메모를 넘겨주지만, 트레디악은 약속한 금액을 주지 않고 오히려 두 사람을 살해하려 합니다.

 

영화속원자력-세인트

 

영화에서는 미래의 에너지 문제를 한번에 해결할 수 있는 공식 그리고 ‘저온핵융합’에 대한 이야기가 나옵니다.

실제로 ‘저온핵융합’에 대한 주장이나 연구가 지속적으로 진행 중에 있으나 일반적으로 아직은 어려운 점이 있습니다.
핵융합에는 아주 높은 온도를 견딜 수 있는 장치가 필요하기 때문입니다.

 

◆ 핵융합 에너지는 어떤 에너지인가요?

물리학적으로 ‘핵융합’은 두 개의 원자핵이 같이 모여서 하나의 무거운 원자핵을 형성하는 현상을 일컬어 말합니다.
이때, 관여하는 원자핵의 질량에 따라 에너지가 방출 및 흡수되기도 하는데요.

일반적으로 철과 니켈의 원자핵보다 가벼운 원자핵을 생성하는 핵융합은 에너지를 방출하고, 둘보다 무거운 원자핵을 생성하는 핵융합은 에너지를 흡수합니다.

태양이 열과 빛을 내는 것도, 태양에서 수소원소들의 핵융합 반응 때문입니다.
이러한 핵융합의 과정을 이용하여 만들어진 것이 바로 수소폭탄입니다. 반대로 에너지를 흡수하는 무거운 원소의 핵융합은 초신성 폭발과 같은 극단적인 경우에나 발생한다고 합니다.

핵융합 에너지의 크기는 앞서 설명한 ‘태양’의 예시만으로도 얼마나 많은 에너지를 얻을 수 있는지 상상하실 수 있을 것입니다.

게다가 에너지를 얻는 과정에서 인체에 유해한 방사능이 거의 만들어지지 않아 고효율, 낮은 리스크를 가진 무한한 미래에너지로 주목과 기대를 받고 있습니다.

과학계에서는 바닷물을 통해 풍부하게 얻을 수 있는 중수소와 삼중수소를 이용하는 DT핵융합 반응이 가장 실용화에 유력한 핵융합 방법으로 각광을 받고 있습니다.

하지만 이런 핵융합 에너지를 얻는 다는 것이 쉬운 일이 아닙니다.
DT핵융합 반응을 일으키려면, 중수소와 삼중수소를 플라즈마 상태(고체, 액체, 기체가 아닌 제 4의 물질상태로 원자핵과 전자가 분리된 상태)로 만들어 ‘1억도’ 이상의 고온으로 가열하여야 하는데 이 고온의 플라스마를 담아둘 용기(그릇)가 없습니다.

지구상에 있는 물질 중에 1억도를 견딜만한 물질이 없는 것이죠.
이처럼 1억도를 버틸 용기가 없어 보통의 방법으로는 플라스마를 담을 수 없습니다.

과학적 원리를 이용한 장치가 필요하고 다양한 장치가 연구되고 있는데, 그 중 현재 가장 유력한 장치는 토카막(Tokamak)이라고 하는 장치입니다.

토카막은 ‘Toroidal Chamber with Magnetic Coils’ 라는 뜻의 러시아어에서 유래된 명칭으로 구소련의 이고르 탐(Igor Tamm)과 사하로프(Andrei Sakharov)가 1950년대 발명하고 아치모비치(Lev Artsimovich)가 1968년 발표한 후 세계적으로 우수성을 인정받아 전세계 핵융합 연구가 토카막 장치에 집중되고 있습니다.

 

영화속원자력-세인트

 

◆ 1억도를 견디는 토카막(Tokamak)?

토카막(Tokamak)은 어떻게 1억 도가 넘는 열을 견딜 수 있는 것일까요? 결론부터 말씀을 드리자면 비밀은 바로 ‘자기장‘에 있습니다.

앞서 소개한 토카 막은 이름 그대로 ‘자석에서 만들어지는 자기장을 이용하여 뜨거운 기체들을 통제하는 장치‘인데요, 토카막 속의 플라스마들은 원자 핵과 전자가 분리되어 전기를 띈 입자 형태이기에 자기장을 따라 토카막 내에서 도넛 모양으로 돌게 됩니다.

이 덕분에 뜨거운 플라스마들이 토카막에 손상을 주지 않으면서도 내부에서 안전하게 에너지를 만들 수 있다는 원리입니다.

가장 쉽게 예를 들어 표현하자면 아이언맨 영화에서 등장하는 아크 원자로를 보면 도넛 형태의 관을 속에서 플라스마가 빙글빙글 돌고 있는 모습을 생각하 지면 됩니다. 물론 아이언맨 가슴에 박혀있는 아크 원자로는 축소시킨 것이며, 이는 현재의 기술로는 만들 수 없습니다.

 

◆ 영화 <세인트>에서처럼 저온 핵융합 기술은 불가능 한 것일까요?

영화 이야기로 다시 돌아가 세인트에서 등장하는 저온 핵융합 기술실현이 가능한 걸까요?
일부에서는 상온에서도 핵융합을 할 수 있다고 보는 사람들도 있습니다.

아이언맨의 아크 원자로도 이러한 가설에 기초한 원자로이죠.
이 원자로는 중수소를 가지고 있는 물에서 팔라듐 금속으로 중수소를 얻고 아주 낮은 온도인 약 100도 이내에서 핵융합이 일어나도록 하는 것입니다.

그런데 현재 과학계에서는 아직 상온 핵융합이 가능한지에 대해서 의문을 가지고 있습니다.
몇몇 기업이나 개인 연구자들이 상온 핵융합이 가능한 원자로를 만들었다고 주장하고 실제로 판매를 하고 있지만 아직 명확하게 증명된 사례가 없어서 이런 것이 가능한지 판단을 할 수가 없습니다.

또 상온에서 핵융합이 가능하다고 설명할 수 있는 이론이 아직 존재하지 않아 이에 대해서 아직은 판단을 할 수가 없는 상태입니다. 지금은 불가능 하지만 먼 미래에는 가능할지도 모르겠습니다.

오늘 알아본 영화 속 원자력 <세인트>를 주제로 스파이더맨, 아이언맨을 넘나들면서 핵융합 에너지에 대하여 알아보았습니다.

안정적이고 지속적인 에너지에 대한 필요성이 늘고 수요가 증가하는 상황에서 태양처럼 무한에너지를 생산해 낼 핵융합 에너지를 안정적으로 얻을 수만 있다면 앞으로의 에너지 문제들도 많이 해결 할 수 있을텐데요.

과학자분들의 연구와 실험을 통해 안정적으로 에너지를 얻을 수 있는 날이 오기를 기대해 봅니다.

 

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