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원자로 건설의 아버지 핵물리학자 ‘모리스 골드하버’

  • 2014.01.07.
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원자력발전소와 아이언맨의 가슴에 설치된 ‘원자로’는 핵이 분열할 때 나오는 에너지를 동력으로 사용하도록 해주는 장치입니다.
이런 원자로를 만든 사람은 이탈리아 출신의 물리학자 ‘페르미(Enrico Fermi)’인데요, 페르미가 최초로 원자로를 만든 사람이면, 그 원자로를 만들 수 있는 이론적 바탕을 제공해 준 사람은 미국의 핵물리학자 ‘모리스 골드하버(Maurice Goldhaber)’입니다. 골드하버의 이름은 세상에 많이 알려져 있지 않지만 알고 보면 그는 원자력발전에 핵심이 되는 요소들을 발견하고 연구해낸 중요한 과학자입니다. 원자핵이 양성자와 중성자로 구성되어 있다는 사실부터 핵물리학 분야에 많은 업적을 남긴 ‘원자로 건설의 아버지’ 모리스 골드하버에 대해 알아보겠습니다.

 

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모리스 골드하버는 1911년 4월 오스트리아 렘버그의 부유한 유태인 가정에서 태어났습니다.
그가 베를린대학교를 다니던 당시 그의 부모는 나치 독일의 유태인 박해를 피해 이집트로 피신했고, 성인이 된 그는 대학을 졸업한 뒤 영국으로 건너가 케임브리지대학에서 물리학을 전공했습니다. 골드하버는 영국에서 제임스 채드윅(James Chadwick)과 함께 고에너지를 가진 X선과 감마선을 이용한 핵붕괴를 발견해 냈는데요, 이는 훗날 중성자가 양성자보다 무겁다는 사실을 입증하는 중요한 증거가 됐습니다.

그들은 또 느린 속도로 운동하는 중성자를 연구하던 중에 중성자가 리튬, 붕소, 질소, 원자핵 등을 붕괴시킨다는 사실을 발견했습니다.
특히 골드하버는 이때 핵반응 과정에서 생성된 입자의 궤적을 기록하는데 감광제(엑스선, 감마선, 중성자선과 같은 방사선의 작용을 받아 화학적, 물리적 변화를 일으키는 물질)를 사용하는 것이 효과적이라는 사실을 밝혀냈습니다.

 

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1938년 골드하버는 미국으로 건너가 일리노이대학의 연구원이 됩니다.
그는 당시 같은 물리학자였던 아내 게르트루드(Gertrude)와 함께 ‘전자’와 ‘베타선’이 같다는 것을 입증했습니다.
그리고 1940년에는 ‘베릴륨’이 고속중성자의 속도를 줄여주는 성질이 있어 우라늄의 원자를 보다 쉽게 분열시켜주는 최고의 감속재임을 세상에 알리는데요, 골드하버가 알아낸 베릴륨의 기능은 핵분열 반응을 늦춰 핵에너지를 전기 생산을 위한 열로 바꾸는 실마리를 제공해 그 후 원자로 건설에 핵심적인 역할을 하며 널리 쓰이게 됩니다.

또 뉴욕의 브룩헤이번 국립연구소 핵물리학 분야의 연구원으로 일하던 당시 골드하버는 그로진스와 함께 중성자가 왼쪽 방향으로 휘는 성질을 가졌다는 사실을 발견하기도 했으며, 1973년까지 연구소 소장으로 지내다가 지난 2011년 5월 11일 100세의 생일을 치른 뒤 세상을 떠났다고 합니다. 골드하버의 발견과 연구는 현재 전 세계에서 가동되고 있는 원자력발전소의 주춧돌과 같은 역할을 해주었습니다. 비록 그의 업적에 대한 기록은 많지 않고, 그의 이름을 아는 사람도 많지 않지만 ‘원자로 건설의 아버지’라는 수식어만큼은 그에게 아깝지 않은 명칭인 것 같습니다.

 

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