핵융합, 핵분열 차이점과 위험성 확인

핵융합이란 단어는 윈도 운영체제로 유명한 마이크로소프트(MS)가 핵융합 기업인 헬리온으로부터 5년간 전기 공급을 받는다는 소식에 이슈가 되는 단어입니다. 다른 포스팅에서 간단히 핵융합이라는 내용을 다루었습니다만, 사실 우리에게 더 친숙한 내용은 핵분열일 것입니다. 소위 말하는 원자력 발전이 될 텐데요, 그렇다면 원자 간의 합쳐짐(결합)인 핵융합과 원자 간의 떨어짐(분리)인 핵분열은 둘 다 에너지를 발생시키는 공통점이 있지만, 더 큰 차이점이 존재할 것입니다. 그에 대해서 이야기해 보겠습니다.

 

핵융합

핵융합은 가벼운 원자간의 결합으로 무거운 원자로 바뀌면서 에너지를 분출합니다. 보통 중수소라 불리는 2H와 삼중수소라고 불리는 물질을 이용해서 결합과정이 일어날 때 많은 에너지가 발생하며, 대략 수소 1kg당 1500억 kcal를 생산됩니다 

 

핵분열

핵분열은 무거운 원자간의 분해로 가벼운 원자로 바뀌면서 에너지를 분출합니다. 보통 우라늄-235 1kg이 핵분열이 되면 200억 kcal정도의 에너지가 생산됩니다.

 

핵융합과 핵분열의 차이점

• 핵융합은 두 개의 가벼운 원자핵이 결합하여 더 무거운 핵을 형성하는 반면, 핵분열은 무거운 원자핵을 더 작은 원자핵으로 쪼개는 것입니다.
• 에너지 흐름의 방향에서 두 가지는 극명하게 차이를 보입니다. 핵융합에서는 원자핵이 모여 더 무거운 핵이 될 때 에너지가 방출되고, 핵분열에서는 무거운 핵이 더 작은 핵으로 쪼개질 때 에너지가 방출됩니다.
• 관련된 원자핵의 유형이 다릅니다. 핵융합 반응은 일반적으로 수소와 같은 가벼운 원소를 포함하는 반면, 핵분열 반응은 일반적으로 우라늄 또는 플루토늄과 같은 무거운 원소를 포함합니다.
• 공정별 부산물이 다릅니다. 핵분열은 수천 년 동안 위험한 수명이 긴 방사성 폐기물을 생성하는 반면, 핵융합은 훨씬 적은 방사성 폐기물을 생성하고 생성된 폐기물은 훨씬 덜 위험하며 불과 수십 년 동안만 방사성 상태를 유지합니다.

위험성으로 본 핵분열

• 핵분열의 가장 중요한 단점 중 하나는 방사성 폐기물의 위험입니다. 핵분열의 방사성 부산물은 매우 독성이 강하고 수천 년 동안 위험할 수 있으므로 안전한 폐기가 주요 과제입니다. 방사성 폐기물은 사용한 연료봉, 오염된 물, 다양한 유형의 고체 및 액체 폐기물을 포함하여 다양한 형태를 취할 수 있습니다.
• 방사성 물질에 노출되면 암, 유전적 돌연변이 및 기타 질병을 포함한 심각한 건강 문제를 일으킬 수 있으므로 이러한 물질은 누출 또는 우발적인 방출을 방지하기 위해 신중하게 보관하고 모니터링해야 합니다.
• 방사성 폐기물로 인한 건강 위험 외에도 고려해야 할 환경 위험도 있습니다. 방사성폐기물을 제대로 보관하지 않으면 토양, 수질, 공기를 오염시켜 생태계 파괴와 동식물 서식지 손실을 초래할 수 있습니다. 또한 방사성 폐기물의 수명이 길다는 것은 폐기물을 적절하게 관리하거나 처리할 지식이나 기술이 없는 미래 세대에게 위험을 초래할 수 있음을 의미합니다.
• 이는 핵분열의 위험과 비용이 미래 세대에게 전가되고 있음을 의미하므로 중요한 윤리적 문제입니다. 전반적으로 방사성 폐기물의 위험은 신중하게 고려하고 해결해야 하는 핵분열의 중요한 단점입니다. 원자력은 신뢰할 수 있는 에너지원을 제공할 잠재력이 있지만 이 기술의 타당성을 평가할 때 핵 폐기물과 관련된 위험과 비용을 고려해야 합니다.

미래를 위한 선택

미래라는 글자를 풀어보면, 아직 오지 않은 것이라는 뜻으로 그때가 오지 않았다면, 역시 정답은 무엇인지 알 수가 없습니다. 좀 더 진보적일 수도 있고 보수적일 수도 있는 상황에서 어떤 방법을 택할지는 어느 누구라도 확실하게 말할 수 있는 내용이 아닙니다. 허나 인류의 목숨이 위협받을수 있다라는 관점에서 보면, 핵분열보다는 핵융합이 월등하리라 봅니다. 물론 지금 현실에서는 핵분열을 이용한 원자력발전의 기술이 앞서있는 이유가 있을테니 역시 핵융합이 더 좋다라고는 말할수가 없습니다. 현재의 방식에서 벗어난 탄소발생이 감소되는 방향의 많은 에너지 확보 방법들이 조금이라도 더 개발되는 것이 우리가 할 수있는 최선의 선택이 아닐까 생각해 봅니다.