가져온 글

핵융합 발전소를 짓겠다는 조선 발표의 의미

ㅡ단순 무식한 내 상식으로 북핵에 대하여 이야기해봤다.

2015.05.18  soehymjul  한토마    http://c.hani.co.kr/hantoma/2858633

 

e : 전자,  (-전기 하나, 가벼워서 양자의 주위를 돌면서 원자를 형성한다. )

p : 양자  (+전기 하나, 전자 보다 1836배 무거움)

n : 중성자 ( 전기는 없고, 양자와 거의 같은 무게이며 양자와 함께 원자의 핵을 구성한다)

H : 수소  ( 핵은, 양자p 하나 )

D : 중수소 ( 양자 하나와 중성자 하나 )

T :  삼중수소 ( 양자 하나와 중성자 둘 )

α-입자 :  양자 2개 중성자 2개로 구성된 헬륨의 핵 ( +전기 2개 )

B :  붕소 ( 양자 5개가, 중성자 5개와 결합된 10B  또는 중성자 6개와 결합된 11B가 있다)

 

핵융합 발전소를 짓겠다는 조선 발표의 의미 

 

조선은 상온에서 핵융합에 성공하였다고 발표했다.

아마도 세계의 거의 모든 사람이 이 소식에 경기를 이르켰을 것이다. 물론  조선이라면 무조건 증오하고 조선을 믿지 않도록 세뇌된 한국의 들쥐들만 그저 코웃음 칠 것이다.

 

조선은 이제 핵융합 발전소를 짓겠다고 공표했다.

그렇다면 상온에서의 핵융합이 성공했다는 말을 확인하는 것이 아닌가?

이것은 인류의 2번째 산업혁명에 해당하는 일이다.

 

프로메테우스가 신들의 불을 훔쳐다가 인간에게 주고 독수리에게 간을 쪼아 먹이는 형벌을 받는다. 그 불을 인간이 사용하면서 부터 다른 동물과 구별되기 시작했다.  원숭이와 다른 동물들도 연장을 사용할 줄 알고 언어 소통도 한다.  오직 인간만이 불이라는 에너지를 이용하여 독보적 발전을 하였다.

 

증기 기관의 발명으로 인간의 힘을 대신 하는데 불을 사용하여 현대 산업사회가 시작되었다.

이제 핵의 에너지를 사용할 수 있는 시대의 문을 조선이 열었다는 말이다.

물론 우라늄의 핵분열을 이용한 원자핵 발전소들이 있지만, 그 방사능 폐기물의 문제가 너무 커서  인류에 도움을 줄수 없는 한계가 있다.

그러나 조선이 발표한 핵융합은 방사능이 없이 깨끗하고도 쉽게 막대한 에너지를 쓸 수 있게 되었다는 말이다. 그러니 당연히 제 2의 산업혁명이 시작되었다라고 말하지 않을 수 없다.

 

핵융합 에너지를 어떻게 인간이 제어하여 쓸 수 있을까 하고 미국을 비롯한 선진국들이 엄청난 돈을 들이며 50-60년을 연구해 왔다.

핵융합 수소폭탄은 1950년대에 만들어 졌으나, 그 핵융합을 조절할 수 있는 방법을 여지껏  찾지 못하고 심지어는 ‘100년’,  아니  ‘영원히 인간이 성취할 수 없는 꿈’이라고 까지 말하는 물리학자들이 늘어났다. 핵융합을 시작시킬 수 있는 에너지를 투입시키고 결국 그 에너지 만큼 (break even point) 에너지를 나오게 하는 실험이 성공하여 지금 세계 합작으로  500억 달러 이상을 퍼 들여 프랑스에 대규모 핵융합 실험소를 만들고 있으나,  2027년도에나 첫번째 연료실험을 할 것으로 예상하고 있으며 그 천문학적 비용과 규모에 비하여 사용할 수 있는 에너지와 경비등을 고려하면 상용과는 거리가 아주 까마득히 멀기만 하기  때문이다.

 

핵은  + 양이온이기 때문에 핵과 핵을 융합 시키기 위해서는  +양이온들이 쿨롬장벽이라 불리우는 서로 밀어내는 힘(척력)을 이길수 있는 높은 에너지(온도)를 주어야 한다. 일단 핵 반응이 시발되는 온도에 도달하면 핵반응이 일어나고, 그때 방출되는 에너지로  또 다른 핵반응이 일어나는 연쇄반응 현상이 생긴다.

이것이 일시에 일어나면 핵폭탄이고, 인간이 그 반응속도를 조절 할 수 있으면 상용화 할 수 있는 것이다.

수소폭탄은 원자폭탄이 터질때의 에너지로 시발하여 수소핵과 수소핵이 결합하며 폭발하도록 한 것이다.

 

지금까지 거의 모든 핵융합 실험은 강력한 초전도 자기장으로 핵이온들을 밀집시키며 조절하는 프라스마 방식과 레이저로 에너지를 계속 올려주어(Pumping)  수소핵과  수소핵을 융합시키는 실험이었다.

유타대학에서 상온에서 핵융합에 성공했다고 발표하자,  곧 이어 서울대를 비롯하여 몇몇  연구소에서 같은 실험으로 핵융합임을 확인했다고 발표하였다. 핵융합의 특성이 전혀 없었는데도 학계에 먼저 발표해야 한다는 조바심이 체면을 구긴 것이다.

 

2005년 러시아에서 수소와 붕소 핵 융합에 성공했다는 발표가 나왔다.

수소 양자(p)와  붕소의 양자(11B)가 융합하려면  수소와 수소(2D+3T)융합에 필요한 1억도 온도 보다도 10배나 많은 (10억도) 에너지를 주어야 쿨롬장벽을 극복할 수 있다는 것이 일반 상식이다.  그러니 사실상 수소+ 붕소는 관심 밖이었는데, 이제는 또 다른 가능성으로 연구대상이 되었다.

더욱이 투과력이 강한 중성자 방출이 아니라, 방사능 차폐가 용이하고 전기로 바로 전환 가능한 α알파 입자(=4He핵)가 된다는 것에 흥미를 더해준다. 조선도 러시아와 긴밀하게 연구한다는 보도를 들은 바 있다.

 

현재 미국의  Rostoker 를 비롯하여 상당히 많은 과학자들이  수소양자p 하나와 질량11(양자5개와 중성자6개로 구성된)인 붕소핵을 융합시켜 3개의 α-입자(4He핵)이 되는 핵융합( p+11B →[12C]→ 34He )을 연구하는 것 같다.

물론 전문가들이 다 잘 알아서 그렇게 하겠지만, 상식 수준으로 혹시 중수소D와 붕소 10B 핵융합 (D+10B→[12C]→34He)이 더 쉬울 수도 있지 않나  하는 생각이 든다. 왜냐하면 중성자가 쿨롬장벽과는 상관이 없다고는 하지만, 10B 는 11B보다 중성자 흡수가 100만배  강하기 때문이다.  ( D : 중수소, 양자 하나와 중성자 하나를 가진 수소 )

 

또 하나 검증해야 할 것은, [12C]→34He  분열과정에서 에너지를 얼마만큼 방출인지 흡수인지를 아는 것이다. 왜냐하면 대체로 철 보다 가벼운 원소의 핵들이 융합할 때에는 에너지를 방출하지만 분열을 할 때에는 에너지를 흡수 하기 때문이다.

p +11B  = 1.0072764668u +11.0093054u = 12.0165819u (융합해서 12C 되는 과정)

12C = 12.0107u

34He =3x 4.002602 =12.007806u ( 12C 핵이 분열해서 3개의 α -입자가 되는 과정)

대충  어림잡아, 융합과정에서 12.0166-12.0107 = + 0.006u

그리고 분열과정에서  12.0107-12.0078 = + 0.003u 만큼의 에너지를 방출할 것 같다.

즉, 융합과정과 분열과정 – 전 과정에서 에너지를 방출 할 것이다.

 

1년전 방북했다 돌아온 재미동포가 조선이 상온에서 수소-붕소 핵융합에 성공했는데, 핵융합하면서 에너지를 내고 그것이 다시 분열하면서 에너지를 내고 그것이 다시 핵융합을 반복하면서 에너지를 낸다고 이야기를 했다. 나는 그때  수소- 붕소가 융합하면서 낸 에너지 만큼 수소-붕소로 다시 붕괴되어 되 돌아 갈 때 흡수해야 되는데 그것을 반복한다는 것은  열역학 법칙에 어긋나는 말도 안되는 소리라고 일축했었다.  그리고 조선의 대륙간탄도핵미사일은 기존 수소-수소 핵융합 폭탄일 것으로 생각했었다.

그러다가  2015.04.29 자주시보에 실린 2013년도 노동신문 려명희 기자의 보도에 “융합되였다가 3개의  α입자로 갈라지면서…” 라는 문구를 보고, 다시 수소-붕소로 분열되는 것이 아니라  3개의  α-입자로  분열된다는 것은 가능하다라고 생각했다.

우리는 아주 작은 잘못된 정보에 의해서 선입관으로 판단해 버리는 경우가 허다하다는 것을 말한다.

지금 조선의 상온핵융합 성공에 대해서도 우리는 선입견을 가지고 있다.

 

전 세계에서 그렇게나 필사적으로 연구하고 포기하다시피한 것을, 조선이 어떤 방법으로 성공했다고 하는 지는 모르겠다. 여하튼 조선이 상온에서 핵융합 반응에 성공하고 발전소 까지 짓는다고 하는데  물리 법칙에 어긋나는 것이 아니라면 세계가 여지껏 못했다해서 조선의 말을 못 믿을 이유도 없지 않은가?

 

자연의 법칙은 힘이 모든 것을 결정한다.

인류 역사도 힘에 의해서 지배되어 왔지 정의와 진리가 지배한 적이 거의 없다.

힘은 에너지의 다른 형태이다.

효율성 있게 더 큰 에너지를 사용한 자들이 세계를 지배했다고 할 것이다.

 

돌가지고 싸우는 100명이 청동기 칼을 가진 10명에게 점령당하고, 청동기는 철기에, 철기는 강철에, 강철은 총과 대포에, 총과 대포는 탱크와 전투기에 점령된다.

물론 효율적인 무기를 가지고 있어도 너무나 수적으로 열세이면, 즉 에너지 총량이 너무 크면 효율성있는 무기를 가지고도 이길 수 없다. 이것을 수식화 해 보면,

인류 역사는 A(에너지 총량) X B(효율성) = C(에너지 실질효용량) 이라는 공식에 의하여 지배되어 왔다고 본다.

예를 들면, 60만 동학군(A=60만)이 죽창(B=1)을 들고 500명 왜놈들(A=500)과 싸울 때 왜놈들의 기관총(B=1만배 죽창보다 강하다면)에 무참히 무너졌다. 즉 C는 60만 대 500만의 에너지 차이로 승패가 결정 되었다는 말이다.

현대에 와서도 고도의 첨단무기를 가진자들이 패권을 차지했고, 그래서 미국과 선진국들은 최첨단 무기 개발에 막대한 돈을 들이며 무장에 힘쓰고 있는 이유이다.

 

상온에서 핵융합에 성공했다는 조선의 말대로라면 조선은 세계 최강최고의 무기와 상용기술을 가지고 있는 것이다.

단순 무식하게 좀더 이야기를 해 보자.

상온에서 수소 붕소 핵융합의 성공은 조선의 세계 제패를 의미한다고도 말할 수 있다.

 

상온에서 쓸 수 있다는 말은 그 장치가 기존 수소 폭탄 보다 훨씬 작은 규모 (무게와 부피)일 수 있다는 말이다. 북에서 말하는 “경량화“, “소형화“가 타당한 말이 된다.

수소붕소가 융합하여 탄소로 될때 핵융합 에너지를 내고 또 탄소에서 3개의 α-입자로 분열 될때 핵분열 에너지를 방출한다면, 그 방출 에너지량은 기존 수소들의 융합보다 엄청 많을 것이다.  즉 기존 수소폭탄 보다도 더 위력적일 수 있다는 말이다.

그것을 상온에서 제어(컨트롤)할 수 있어야 상용화 하고 핵발전소도 만들수 있는데 조선이 “발전소를 건설한다”라고한 말을 토대로 유추하면, 무기로써건 상용으로써건 작은 것으로 부터 큰 핵무기 까지 다양하게 만들수 있다는 말이다.

 

미국은 남태평양에서 수소폭탄을 실험할 때 하와이 전자제품들이 엉망이 된 현상을 보고, 그 이후 줄곳 EMP 핵폭탄을 연구하였다.

물론 EMP 핵폭탄은 실전에서 검증되어 보지 못했으나 논리적으로는 그 위력이 가능하고  더욱이,  더 많은 에너지를 내고,  α-입자 방출도 3개나 내는 수소-붕소 핵반응이 기존의 1개만 방출하는 수소핵폭탄 보다 EMP가 훨씬 강력할 것이다.

이온막은 빛을 굴곡 시킬 수 있으므로 다량의 α-입자 방출은 이온층을 형성할 수 있어서 스탤스 효과를 얻을 수도 있을 것이다.

또 알파 입자들을 집적하여 강력한 전자기장을 만들어 상대의 비행기나 군함에 보내면 상대의 모든 전자장치를 마비시킬 수도 있을 것이다.

경량화 소형화가 가능하다면 또한 이런 것들 처럼 다양하게 첨단무기에 사용할 수 있을 것이다.

북에서 말하는 “다양화“되었다 라는 말에 긍정이 간다는 말이다.

즉 상온에서의 핵융합을 무기로 쓰면 완전히 세계제패라는 말이다.

 

다음으로 상용으로써의 수소붕소 핵융합 성공이 우리 일상에 어떤 영향을 줄 것인가 말하자.

3개의 α 입자 방출을 집출하여  즉시 전기로 이용한다면 -전자 하나가 흐르는 것보다 +전기 6개가 흐르는 즉 6배의 전기효과를 볼 수 있을 것이고 또한 방출되는 에너지는 화력발전소 처럼 전기를 이르켜 쓸 수 있어 이중으로 전기를 얻을 수 있다는 말이된다.

더욱이 α-입자는 투과력이 약하여 차폐가 아주 쉬우며, 기존 수소핵융합에서 나오는 중성자도 없으며,  원자력 발전소와 같은 핵폐기물도 전혀 남기지 않고,

수소와 붕소는 지구에 얼마든지 있어 원료 걱정을 할 필요도 없다.

상온에서 소형으로 핵융합을 가질수 있다면 일반 소규모로 부터 우주선에 까지 다양하게 현지 사용이 가능하기도 할 것이다.

과히 인류의 제2의 산업혁명이며 인류의 에너지 문제를 완벽하게 해결한다고 하겠다.

 

세계가 머지않아 단군 우리 민족을 찬양하게 될 것 같아 기분 좋다.

 

출처: http://blog.daum.net/win/119

댓글 남기기

이메일은 공개되지 않습니다. 필수 입력창은 * 로 표시되어 있습니다