북한은 2006년 10월, 제1차 핵실험을 시작으로 현재 6차 핵실험을 준비 중인 것으로 관측되고 있다. 북한의 계속되는 핵 개발로 여러 나라가 불안한 눈빛으로 우리나라를 바라보고 있다. 물리학이 낳은 괴물이라고도 할 수 있는 핵무기 개발을 위해 사실 전 세계의 수많은 물리학자들이 동원되었다. 핵무기의 위력을 확인한 것은 1945년 8월 6일과 9일 일본 히로시마와 나가사키에 투하된 핵무기의 피해상황이었다. 핵이 떨어질 때 중심부 온도는 4000도로 태양의 온도와 맞먹는다. 그 당시 피해상황을 보면 히로시마에서 7만여 명, 나가사키에서 4만여 명의 사망자가 생겼고 수많은 사람들이 방사선에 노출되면서 약 70여만 명의 추가 사망자가 발생했다. 뿐만 아니라 암이나 백혈병 같은 후발성 장애는 2~3대를 이어 발생하였다.

일본에 핵폭탄을 떨어뜨린 미국의 핵개발은 아인슈타인으로부터 시작되었다고 해도 과언이 아니다. 독일에서 태어나 스위스에서 교육을 받은 아인슈타인은 유대인이었다. 1933년 나치의 유대인 탄압이 시작된 이후 아인슈타인은 미국으로 망명하여 대학 연구 기관에서 일했다. 1939년 히틀러가 폴란드를 침공하고 제2차 세계대전이 시작되기 전, 아인슈타인은 루스벨트 대통령에게 핵에너지 연구의 필요성을 강력하게 주장했다. 또한 독일에서 이미 핵폭탄 개발에 착수했을 것을 우려하여 핵폭탄 개발도 재촉했다. 미국은 테네시 주와 워싱턴 주, 두 곳에서 비밀 프로젝트를 통해 핵폭탄을 개발했다. 이곳에서 플루토늄과 우라늄을 모아 만들어진 첫 번째 핵폭탄은 1945년 7월, 뉴멕시코에서 실험을 거쳤고 한 달도 채 지나지 않은 8월에 일본에 투하함으로써 일본의 항복을 받아냈다.

핵무기 개발은 1938년 '핵분열 반응'을 발견하면서 시작되었다. 실제 우리 눈에 보이지 않지만 중성자로 우라늄 원자핵을 때리면 2개의 가벼운 원자로 쪼개진다. 이때 원자핵의 질량이 약 0.09% 감소하면서 '질량-에너지 등가원리'에 의해 큰 에너지가 방출된다. 이때 중성자도 2~3개 함께 튀어나온다. 새로 만들어진 이 중성자들이 쪼개지지 않은 우라늄 원자핵과 다시 충돌하는데 이 연쇄작용이 계속 일어나며 엄청난 양의 에너지를 방출하게 된다. 그 결과 TNT 2만 여개와 맞먹는 엄청난 충격파(폭풍)와 압축열이 발생하게 된다. 게다가 핵이 분열하면서 끊임없이 연쇄반응이 일어나 폭발에너지는 기하급수적으로 늘어나게 되는데 석유와 석탄을 태웠을 때보다 약 200만~333만 배나 더 큰 에너지가 발생한다.

1939년 당시만 해도 아인슈타인은 이렇게 많은 핵무기가 만들어질지 예상 못했다고 한다. 그 이유는 핵폭탄의 원료 즉, 핵분열을 일으키는 '우라늄-235'는 천연우라늄광석에서 겨우 0.7%에 불과했고 작업과정 또한 어려워 효율성이 낮았기 때문이다. 하지만 곧 추출이 쉬운 '플루토늄' 활용법이 개발되면서 핵무기 개발이 가속화된 것이다. 실제로 히로시마에 투하된 핵폭탄에는 우라늄을 탑재하였고 나가사키에 투하된 핵폭탄에는 플루토늄을 탑재했다. 플루토늄은 천연우라늄광석의 0.7%에 해당되는 '우라늄-235'을 뺀 나머지 99.3%에 해당하는 '우라늄-238'을 이용하여 만든다. 즉 '우라늄-238'을 원자로에 넣고 높은 온도로 가열하면 '플루토늄-239'가 만들어지는 것이다. 버리는 부분 없이 천연우라늄광석의 대부분을 사용하면서 농축과정도 비교적 수월하게 만들 수 있었던 것이다.

2차 세계대전이 끝나자 아인슈타인은 일본인의 죽음에 애도를 표하며 핵무기 개발 반대운동을 이끌다가 1955년 생을 마감했다. 아인슈타인의 바람과는 반대로 핵무기는 점점 고도화되고 있고 핵무기 보유국도 늘어났다. 핵무기의 크기와 무게는 5분의 1로 작아졌지만 위력은 5배 이상 더 큰 '증폭핵분열탄'은 핵무기 진화의 현주소다. 폭탄의 무게를 줄이고 소형화함으로써 더 먼 곳까지 폭탄을 날려 보낼 수 있게 되어 대륙간 핵전쟁도 가능하게 된 것이다. 전 세계가 북핵 문제와 미사일 발사실험에 관심을 갖는 것도 이 때문이다.

과거 '핵분열반응실험' 성공은 세계 물리학자들의 오랜 숙원이자 자랑거리였다. 그러나 과학기술을 잘 못 사용하면 인류에게는 돌이킬 수 없는 재앙이 된다는 것 또한 간과해서는 안 된다. 또 한 가지 잊지말아야할 역사적 사실은 일본의 원폭투하 당시 일본에 살던 조선인의 사망자수가 7만 명이나 되었다는 점이다.

▶NIE적용

핵무기는 인류와 지구를 파멸시킬 수도 있는 무시무시한 힘을 가지고 있습니다. 세계적으로 진행되고 있는 비핵화 운동에 대한 활동들을 신문에서 찾아보고 '핵무기반대'를 주장하는 글을 써봅시다.