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분열,실험 하나가 세상을 바꾸다!

  • 2014.02.07.
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인공적 요소를 만들어내고자 했던 오토 한, 프리츠 슈트라스만 그리고 리제

마이트너. 이 세 과학자는 1938년 12월 17일, 인류에게 혜택을 가져다주게 될

획기적인 발견을 해냈다. 바로 핵분열이었다. 그러나 그것은 혜택과 더불어

재앙도 함께 가져다주었다.

 

뮌헨의 독일박물관에는 재단과도 같이 전시물이 하나 세워져 있다. 목재책상 위에 파라핀 블럭, 가이거

뮬러 계수기(**방사능의 세기를 측정하는 장치), 배터리,수유병 그리고 역사적인 실험일지인 “화학-II”가

놓여있다. 책상 위에 있는 것은 20세기 최고이자 동시에 최악의 발견과 관련된 것들이다. 바로 75년 전

처음으로 증명된 원자핵의 분열에 대한 것이다. 이는 오늘날 전력 공급을 위해 핵에너지의 사용을

가능하게 해준 것들이다. 여기에는 핵무기도 포함된다.

 

핵분열의 발견은 팀워크에 의한 것

리제 마이트너는 핵분열 연구를 제창한 인물이다. 물리학자였던 마이트너는 엔리코 페르미의 실험에

감탄했고 오토 한에게도 실험을 하자고 설득했다.보통 이탈리아인은 중성자로 우라늄을 충돌시켰다.

이는 원자핵에 침투시키려는 시도였다. 그러나 페르미는 초우라늄원소라고 명명한 인공적이고 무거운

요소를 새로이 만들어내고자 했다. 결국 오토 한과 슈트라스만의 실험에 마이트너는 직접 참여하지 못했다.

국가사회주의 시대가 시작되기 전 스웨덴으로 피해있던 유대인 마이트너는 오토 한과 서신으로만

소식을 주고받을 수 있었다. 마이트너는 편지를 통해 오토 한에게 두 화학자의 실험 결과를 설명해주었다.

두 화학자는 초우라늄원소 대신 우라늄의 절반 크기밖에 되지 않는 바륨을 발견했다.

 

사실, “원자핵이 중심에서 서로 분리되어 날아다닐 수 있다는 사실은 당시의 과학 수준으로는 불가능한

것으로 간주됐었다”고 마인쯔 출신의 화학자이자 당시 슈트라스만의 제자였던 노르베르트 트라우트만은 말했다.

그래서 오토 한은 실험을 마치고 마이트너에게 결과에 대한 부연 설명을 부탁했다.

마이트너는 조카인 오토 로베르트 프리쉬와 함께 분열과정이 어떻게 진행되는지를 설명했다. 그녀의

설명으로 두 물리학자는 핵이 분열되면서 다량의 에너지가 방출된다는 새로운 사실도 인정했을 것이다.

 

군사적 사용에 대한 항의

실험 이후 다른 연구가들에 의해 핵분열 시 새로운 중성자가 생성되고 연쇄작용 가운데 다시 원자핵이 분열된다는

사실이 나타났다. 원자산업에서는 이 발견을 단 기간 내에 대대적으로 이용하기 시작했다. 그로인해 1942년

미국에서 최초의 원자로가 만들어졌다. 그리고 현재는 전 세계에서 원자력발전소가 수많은 인구에게 전력을

공급하고 있다.

 

한편 과학자들의 핵분열 발견은 인류에게 원자폭탄도 가져다주었다. 바로, 1945년 미국이

일본 히로시마와 나가사키에 투하해 엄청난 파괴력으로 상상을 초월하는 결과를 가져다 준 그것이다.

오토 한은 군사적 목적으로 사용된 핵분열에 대해 후에 ‘더러운 짓’이라고 비난했다. 그의 동료인 슈트라스만

역시 자신들의 발견이 그러한 결과를 초래한 것에 대해 흥분을 감추지 못했었다고 전해진다.

 

그래서 두 과학자는 1957년 작성된 전략적 핵무기 반대 괴팅엔 성명서에 서명인으로 참여하기도 하다.

리제 마이트너는 원자폭탄에 대해 언제나 반대했고 핵에너지의 평화적 사용을 주장했던 사람이었다.

그 당시에는 원자력에너지가 인류가 가진 에너지문제에 대한 해답이라고만여겼다.

 

오토 한 혼자만 노벨화학상을 수상한 것에 대해 마이트너는 순순히 받아들였다. 다만 그녀를 격분하게 한 것은

그녀가 오랫동안 단순히 오토 한의 직원으로 소개되었기 때문이었다. 당시에는 여자들이 보조역할 정도만

담당하는 것으로 차별받았었다. 그러나 현재의 관점에서는 핵분열의 발견이 하나의 공동연구에 의한 산물이라고

보고 있다. 이에 따라, 박물관에 전시되어 있는 책상에 대한 캡션에도 ‘한-마이트너-슈트라스만-책상’이라고

공평한 이름으로 적혀있다. (독일에서 임진)

 – 출처 : www.srf.ch

 – 원본글 보러가기 ‘수차와 원자로 1월호’ http://ebook.khnp.co.kr/Viewer/4OF8ILM6RQBC

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