칼럼

 

 

     한국, 나라 지킬려면 ‘핵융합 포탄’ 개발해야

 

 

                                                    권우상

                                       사주추명학자. 역사소설가

 

 

러시아의 우크라니아 침략 전쟁은 지금도 진행중이다. 러시아의 우크라이나 침략 교훈은 언제든지 중국과 북한의 침략이 있을지 모른다는 점에서 신병기 개발은 소홀히 할 수 없는 중요한 과제가 되었다. 따라서 나라를 지킬려면 신병기 개념의 ‘핵융합 미사일’ 개발에 조속히 나서야 한다. 이것은 핵융합 에너지를 이용한 매우 강력한 미사일을 말한다. 러～일 전쟁 당시 일본은 병력의 규모나 전함, 포탄 등 전투물자는 러시아에 비해 삼분의 일 수준으로 매우 열세에 있었다. 하지만 일본이 승리한 이유는 최첨단 화약 포탄을 가지고 있었기 때문이다. 시모세 화약 포탄이 바로 그것이다.

 

당시 일본 해군이 처음 시모세 포탄을 사용하자 러시아에서는 “일본 해군의 포탄은 독가스를 방산한다.” 이렇게 말했다고 한다. 물론 독가스는 아니었다. 일본이 ‘시모세 파우더’라고 일컬어지는 시모세 화약이 발명된 것은 1888년의 일이며 실험을 거듭한 결과 일본 해군이 채용한 것은 1893년의 일이었다. 하지만 청일전쟁 때에는 기계쪽이 불완전하여 사용하지 못했다. 이 포탄 발명가는 시모세 마사요이며 그는 히로시마에서 공학료(대학)에 들어가 예과 2년과 전문과정 5년 동안 화학을 전공하여 공학자가 된 후 해군성에 들어가 병기제작소에 근무했다. 이때 이 연구소 제조과 과장인 하라다스케(原田宗助)는 “우수한 병기 없이는 국가의 독립이란 없다.”란 연구소 슬로건을 내세워 구미 각국이 사용하고 있는 면화학과는 다른 계열의 것을 개발했다.

 

이 새로운 화약은 피크린산을 사용하여 피크린산이 철에 접촉하면 민감한 피크린 산염을 만든다는 성질을 이용한 것으로 그것이 강철함에 발사되었을 때 생기는 맹열한 폭발력은 종래 화약의 개념을 훨씬 뛰어 넘어 러시아에게는 공포의 포탄으로 알려졌다. 이 때문에 러시아 측은 세계를 향하여 호소했을 정도하고 하니 이 포탄의 위력이 어떤지 감히 짐작할 수 있다. 러시아의 우크라니아 침략은 한국도 언제든지 중국이나 북한의 침략을 받을 수 있다는 것을 말해 준다. 따라서 “우수한 병기 없이는 국가의 존립은 없다”라는 슬로건으로 핵융합 포탄을 개발해야 한다.

 

핵융합(Nuclear fusion)은 高에너지의 플라즈마 상태에서 원자핵들이 융합되어 더 무거운 원자핵이 되는 반응을 말하는데 태양과 같은 별들에서 에너지를 발생시켜 핵반응을 일으키는 기술이다. 물질을 구성하고 있는 가벼운 원자들이 집합하여 무거운 원자가 된다. 즉 온도가 1천만도에서 1천5백만도인 태양 중심에서 수소가 헬륨으로 융합(fuse)된다. 이 핵융합 반응(fusion)은 지구상에서 생명을 유지하도록 하는 에너지원인 태양 빛을 제공한다. 태양 내부에서 ‘핵융합 연료’는 태양의 광대한 중력에 의하여 가열되고 밀폐(confine)된다.

 

플라즈마 물리학 원리는 기체를 고온으로 가열하면 원자핵으로부터 전자가 완전히 분리되는 이온화 현상이 일어난다. 이러한 가스를(우수한 전기도체) 물질의 네 번째 상태인 ‘플라즈마’라고 한다. 우주의 99% 이상이 ‘플라즈마’ 상태로 존재한다. 지구상에서 가장 쉬운 핵융합반응은 두 종류의 수소 이온들 사이에서 이뤄지는데 가장 쉽게 일어날 수 있는 핵융합 반응은 두 개의 수소동위원소, 중수소(D)와 삼중수소(T)의 핵융합 반응이다. 핵융합 반응의 결과물은 알파 입자인 헬륨원자의 핵과 중성자로 17.6Mev의 운동에너지를 갖는다. D-T 연료 1g으로 시간당 10만KW의 전기를 생산하며 이는 석탄 8톤과 맞먹는 양이다.

 

핵융합은 온도와 열차단(thermal insultion)에 대한 엄격한 조건들을 요구하는데 핵융합 반응은 같은 전하(+)를 가진 이온들 사이의 전기적 발생력을 이온들이 높은 온도에서 얻어지는 운동에너지로 극복하고 융합될 때 일어난다. 이러한 D-T 핵융합 반응이 일어나기 위해서는 1억도의 온도가 필요하다. 이는 D-T가스가 완전히 이온화되어 플라즈마 상태로 변하는 온도는 훨씬 높은데 이같은 온도를 유지하기 위해서는 강력한 플라즈마 가열과정이 필수이며 뜨거운 플라즈마를 핵융합 벽으로부터 단열시켜 열 손실을 최소화 한다. 물리적, 기술적으로 어려운 문제이지만 핵융합 에너지 기술을 이용한 ‘핵융합 포탄’을 갖고 있어야 나라를 지킬 수 있다.