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과학과 놀자

자율주행과 비슷한 자율제어 AI 도입…원자력발전 조작 실수, 고장 바로 탐지

최근 열린 제21차 기후변화 당사국총회에서 대부분의 선진국이 탄소중립을 선언했다. 그러나 태양광과 풍력 등 신재생에너지만으로는 탄소 감축 목표를 달성하기 어렵기 때문에 미국, 영국, 프랑스 등 여러 나라가 원자력 기술 개발에 박차를 가하고 있다. 이는 원자력이 탄소배출이 없는 에너지원이라는 것에 공감대가 있어서다. 우리 삶과 밀접하지만 멀게 느껴지는 원자력에 대해 알아보자. 핵분열과 원자력원자는 물질을 구성하는 기본 입자이고 원자의 중심에는 원자핵이 있다. 우라늄 원자핵 1개가 중성자와 만나 원자핵이 쪼개지는 ‘핵분열’을 하면 전보다 질량이 줄어들면서 에너지가 발생한다. 이는 질량은 에너지와 같다는 것을 설명한 아인슈타인의 특수상대성이론, E=mc2로 설명된다.이처럼 핵반응에 의해 물질(원자)의 질량이 줄며 생성되는 에너지가 원자력이다. 한 번의 핵분열로 2~3개의 중성자가 생성되는데, 이 중성자들이 다른 우라늄 원자핵들과 만나면 또다시 핵반응이 일어나고 이것을 핵분열 연쇄반응이라고 한다. 결국 수많은 핵분열 연쇄반응으로 엄청난 에너지를 방출하는데, 이런 원리를 이용한 것이 원자력 발전이다.원자력발전소는 우라늄의 핵분열 연쇄반응에서 생기는 열로 물을 끓이고 증기를 발생시켜 발전기의 터빈을 돌려 전기를 생산한다. 우라늄으로 만들어진 핵연료 5.8g은 석유 835L 또는 석탄 1t으로 얻을 수 있는 에너지 양과 같고 탄소배출도 없다. 이렇게 엄청난 에너지원을 어떻게 하면 안전하게 잘 활용할 수 있을까.원자력발전소는 4단계 물리적 방벽(핵연료 소결체, 핵연료 피복관, 원자로냉각재압력경계, 격납건물)과 5단계 심층방어 전략(고장예방,

경제 기타

미국·러시아는 원전 사고 겪었지만 세계 최대 원전국가, 원자력은 깨끗하고 친환경…제대로 알아서 옳게 써야

2011년 3월 일본 동북부 방향 태평양 해역에서 리히터 규모 9.0의 강력한 지진이 발생했다. 지진의 영향으로 태평양 연안 일본 도시들을 향해 거대한 쓰나미가 일었다. 해일로 죽거나 실종된 사람만 2만 명 가까이 됐고 다친 사람도 6000여 명에 이르렀다. 고향을 잃은 이재민은 수십만 명이었다.후쿠시마 사고의 진짜 원인동일본 대지진은 일본 지진 역사상 가장 강력했으며 20세기 초 현대적 지진 관측이 시작된 이래 세계에서 가장 강한 다섯 번째 지진으로 기록됐다.지진과 해일만으로도 크나큰 자연 재해였는데 곧이어 큰 비극이 터졌으니 쓰나미의 영향권에 있던 후쿠시마현에 원자로 4기가 있었다는 것이다. 상식적으로 예상할 수 없는 자연 재해에 도쿄전력은 제때 대응하지 못했고 이른바 ‘멜트다운’(원자로가 녹아내리는 사고)이 일어났다. 광범위한 방사능 오염이 발생했고 발전소 근방은 순간적으로 사람이 살 수 없는 지역이 됐다.후쿠시마 원전 사고는 일본은 물론 전 세계에 반(反)원전 분위기를 불러왔다. 비극의 당사자인 일본은 일시적이었지만 50여 기에 이르는 나라 안의 전체 원자로를 가동 정지했다. 원전 사고가 발생한 상황인 만큼 원자로를 일제 점검한다는 차원의 조치였다.사실 반원전 분위기는 미국의 스리마일 원전 사고와 옛 소련의 체르노빌 원전 사고 때도 있었다. 원전 사고가 일어난 뒤 원전과 방사능 피해를 두려워하는 대중의 반응은 자연스러운 것이다. 하지만 그렇다고 이들 나라가 사고 뒤 원전을 포기하는 일은 하지 않았다. 미국과 러시아는 여전히 세계 최대 수준의 원자로 보유국이며 스리마일 원전의 경우 심지어 재가동에 들어가기도 했다.후쿠시마 원전 사고