에너지 등가원리, 원자로의 탄생과 가동, 핵융합의 과정 등 핵분열과 핵융합의 신비로운 세계를 페르미와 함께 여행한다.
이 책에서는 핵분열과 핵융합에 대해 이야기하고 있다. 이는 모두 핵반응으로써 무지막지한 에너지를 방출한다는 공통점을 가지고 있다. 그러나 에너지를 만들어 내는 과정이 다르고, 그로부터 생성되는 결과물 또한 다르다.
핵반응이 관심을 끄는 이유는 무엇일까? 핵분열로 우리는 무시무시한 원자폭탄과 원자력이라는 에너지를 만들어 냈다. 핵융합은 인류가 알아낸 핵반응 중 가장 높은 에너지를 생산해내며, 그 원료가 수소라는 점에서 의미하는 바가 크다.
핵융합 반응의 이점을 살펴보면, 핵융합 반응의 주원료는 수소 즉 물이어서 공해가 없다는 것이다. 또한 원료가 풍부하다는 것이며, 비싸지 않으며, 사고시 위험이 적다는 것이다. 학생들이 원자폭탄의 위력을 통해서는 핵분열의 무서움을, 핵융합을 통해서는 인류에게 무한정하게 공급하게 될지도 모를 그야말로 ‘꿈의 에너지’를 갖게 되리라는 희망을 갖고 미래의 과학자로서의 꿈을 키울 수 있다.
무시무시한 핵에너지를 설명하는 E=MC²을 유도해 만들어낸 원자폭탄이 핵분열을 통해 탄생했다면 태양의 내부가 수소로 가득하여 수소끼리 합쳐서 열을 내는 것의 원리를 이용, 핵융합으로 탄생한 것은 수소폭탄이다. 미래의 ‘꿈의 에너지’라 불리는 핵융합은 아직 현실화되지 못한 미완의 핵반응이다.
핵융합을 아직까지 실현시키지 못하고 있는 결정적인 이유는 온도인데, 무려 1억 도에 가까운 온도가 필요하기 때문이다. 특히 핵융합은 가벼운 원소에서 잘 이루어지는데 그래서 가장 가벼운 수소원소가 적당하다. 또한 핵폐기물은 기체, 액체, 고체로 다양하며 방사선의 양에 따라 저준위, 중준위, 고준위로 구분된다. 원자로에서 타고 남은 핵연료는 강력한 방사선을 내는 고준위 핵폐기물로, 다양한 용도로 활용되는데 우리나라도 훗날 긴요하게 재활용하기 위해 특수저장고에 잘 보관하고 있다.
이 책의 구성 및 장점
― 개정된 교육과정을 반영하여 각 수업마다 연관되는 교과연계표를 삽입하였다. 즉, 교과 공부에도 도움을 주도록 하였다.
― 각 수업마다 ‘만화로 본문 읽기’ 코너를 두어 각 수업에서 배운 내용을 한 번 더 쉽게 정리할 수 있게 하였다.
― 꼭 알아야 할 중요한 용어는 ‘과학자의 비밀노트’ 코너에서 보충 설명하여 독자들의 이해를 도왔다.
― ‘과학자 소개 과학 연대표 체크, 핵심 내용 이슈, 현대 과학 찾아보기’로 구성된 부록을 제공하여 독자에게 본문 주제와 관련한 다양한 정보를 제공하였다.
송은영
1964년 11월 서울에서 태어나 고려대학교 물리학과와 같은 대학원에서 원자핵 물리학을 전공했다. 1999년 제17회 한국 과학기술 도서상(저술 부문, 과학기술부 장관상)을 수상했고, 과학 전문 작가로 열정적으로 작품 활동을 하고 있다. 지은 책으로《아인슈타인의 생각실험실 1,2》《과학자가 들려주는 과학 이야기 시리즈》《Mr.퐁 과학에 빠지다》《프린키피아(서울대 선정 인문고전 50선 중 27번)》《블랙홀 랑데부》《과학 원리로 떠나는 창의력 여행》《교과서 밖에서 배우는 재미있는 상식 시리즈(수학 상식, 물리 상식, 과학 상식)》《원리를 알면 수학이 쉽다》《과학 공부를 잘하는 7가지 방법》《손에 잡히는 과학 교과서(전기와 자기)》《과학 돋보기》《역사 인물과 함께하는 교과서 원리 캠프(물리)》《위대한 과학자 시리즈(꿈꾸는 아인슈타인, 돌아온 갈릴레이, 못 말리는 뉴턴)》《24시 과학여행》《중력이 뭐야, 힘과 속력이 뭐야, 일과 에너지가 뭐야》등이 있다.
첫 번째 수업 연쇄 반응의 가능성과 핵분열의 탄생
두 번째 수업 질량-에너지 등가 원리
세 번째 수업 세계 최초로 원자로 탄생과 가동
네 번째 수업 또 하나의 핵분열 원소, 플루토늄
다섯 번째 수업 임계 질량과 첫 원폭 실험
여섯 번째 수업 아인슈타인과 원자 폭탄
일곱 번째 수업 핵 참사와 핵폐기물
여덟 번째 수업 엘니뇨와 이상 기후
아홉 번째 수업 핵융합
마지막 수업 태양과 수소 폭탄
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