[과학을읽다]'1㎏'의 우라늄이 만들 수 있는 에너지

사용 후 핵연료 임시 보관소의 모습. 우라늄은 사용 후가 문제인 셈이지요. [사진=유튜브 화면캡처]

[아시아경제 김종화 기자]'킬로그램(㎏)'은 무게의 단위입니다. 무게란 중력이 물체를 끌어당기는 힘이지요. 1㎏이 어느 정도의 무게인지 가늠해보셨나요?

우리 주변에서 가장 쉽게 찾을 수 있는 1㎏은 무엇이 있을까요? 퇴근 후 휘트니스센터에서 들어 올릴 수 있는 제일 가벼운 덤벨의 무게가 1㎏부터 시작되고, 생수 1리터(ℓ) 짜리 한 병의 무게가 1㎏입니다.

그렇다면 무게 1㎏이 만들 수 있는 에너지는 얼마나 될까요? 사람 체중의 많은 몫을 차지하는 체지방 1㎏을 칼로리로 환산하면 7200㎉입니다. 7200㎉는 후라이드 치킨을 기준으로 할 경우 3마리 반에 해당하는 열량이 나오고, 쌀 1㎏으로 밥을 지으면 일반 공깃밥 열 한 그릇이 나온다고 합니다.

이처럼 우리 주변에서 1㎏의 무게가 만들어 내는 에너지는 수없이 많습니다. 그 가운데 대표적인 물질이 '우라늄'입니다. 우라늄은 석탄의 약 300만 배, 석유의 약 220만 배의 에너지를 만들어 낸다고 합니다.

우라늄을 원료로 사용해 에너지를 만드는 곳은 원자력 발전소입니다. 원자력 발전의 경우도 원리는 그렇게 어렵지 않습니다. 화력 발전과 마찬가지로 증기의 힘으로 터빈을 돌려 전기를 만드는데, 그 연료가 화력 발전과 같은 석유나 석탄이 아닌 우라늄인 것이지요.

원자력 발전은 우라늄의 핵분열을 통해 얻어진 열로 증기를 만드는 것입니다. 그 증기의 힘으로 터빈을 돌리고 터빈에 연결된 발전기를 돌려 전기를 생산하는 방식이지요. 화력 발전과의 차이는 단지 연료에 있을 뿐 입니다.

다만, 구 소련의 체르노빌 원전 사고와 일본 후쿠시마 원전 사고처럼 원자력의 누출로 인해 인근 주민들의 안전과 환경의 파괴가 우려되기 때문에 원자력 발전소를 퇴출해야 한다는 목소리들이 높은 것입니다. 그래서 일부 국가에서는 원자력 발전소를 어린이 놀이동산이나 박물관으로 만드는 등 차츰 줄여가고 있습니다.

그러나 그 효율이 지나치게 높은 점 때문에 많은 국가들이 아직도 원자력 발전소를 포기하지 못하고 있는 것입니다. 우리나라에서도 원자력 발전 퇴출론자들과 유지론자들의 찬반 논쟁이 팽팽합니다. 정권에 따라 원자력 활용에 대한 국가 정책이 뒤바뀌는 것도 이런 이유 때문입니다.

방사능 누출 사고 이후 체르노빌 인근은 사람이 살 수 없는 죽은 땅이 되고 말았습니다. [사진=유튜브 화면캡처]

원자력 발전의 연료가 되는 우라늄 1㎏은 석탄 3000톤(t), 석유 9000드럼과 같은 에너지를 생산한다고 합니다. 우라늄 1g으로 석탄 3t, 석유 9드럼으로 만드는 에너지의 양을 만들 수 있다는 말이지요. 구체적으로 우라늄 1㎏, 석탄 3000t, 석유 9000드럼으로 생산된 에너지의 양은 어느 정도나 될까요?

우라늄 1g만으로 1킬로와트(㎾) 전기 난로 2만 3000개를 동시에 켤 수 있다고 합니다. 1㎏으로는 전기 난로 2300만개를 켤 수 있다는 계산이 나옵니다. 100만㎾급 발전소를 1년 간 운전할 때 필요한 연료의 양을 비교해보면, 우라늄은 30t, 석유는 150만t, 석탄은 220만t이 필요하다고 합니다. 100만㎾는 3만 3000가구가 한 번에 사용할 수 있는 전기의 양입니다.

재정 상태가 열악한 국가일수록 고효율의 원자력 발전을 포기하기 어려운 상황인 것입니다. 그러나 보다 나은 미래의 환경을 후손들에게 물려주기 위해서라면 지금 더 나은 에너지 개발을 위해 비용을 투자하는데 인색해서는 안됩니다.

부모는 자식에게 보다 나은 생활환경을 물려주기 위해 노력하는 것처럼 우라늄으로 얻을 수 있는 효율을 포기하는 만큼 후손은 보다 나은 환경을 물려받을 수 있지 않을까요?

김종화 기자 justin@asiae.co.kr