아이언맨의 아크 원자로 실제로 가능할까? 집에서 원자로를 만든 천재 어린이 TOP 4

어벤져스

도움이 필요한 사람들에게 언제나 달려가는 슈퍼 히어로들은 보통 초능력을 가지고 있습니다. 하지만 초능력 자체가 비현실적으로 다가오기 때문에 거리감이 있는 것이 사실이죠. 그런데 이런 슈퍼히어로 중에서 현실에 가까운 모습을 보여주는 사람이 있었죠? 바로 토니 스타크, 아이언맨입니다. 

 

 

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토니 스타크의 가슴에는 작은 발전기인 아크 원자로가 있습니다. 영화에서는 사고로 몸속에 박힌 금속들이 심장으로 가는 것을 막기 위해서 만든 것이 소형 아크 원자로인데이것이 아이언맨 슈트를 작동시키는 에너지원으로 사용되게 되었습니다. 파란불빛이 번쩍거리면서 작동되는 이 아크 원자로는 영화를 보는 내내 신기했지만 한편으로는 실제로 만드는 것이 가능할까?라는 궁금증을 불러오기도 했습니다. 

 

 

제럴드 포드 항공모함

그렇다면 원자로는 무엇일까요? 원자로란 핵반응에 의해서 생성되는 열을 이용해서 전기 에너지를 얻는 장치입니다. 이것은 핵 에너지를 이용하기 때문에 소형 원자로만 사용해도 상상을 초월하는 에너지를 생성하게 됩니다. 그래서 아이언맨이 초능력이 없음에도 불구하고 슈퍼히어로에 맞먹는 능력을 갖게 된 것입니다. 이런 소형 원자로는 실제로 항공모함이나 핵잠수함 등에 사용되고 있으며 미국의 제럴드 포드 항공모함(CVN78)은 소형 원자로 2개를 통해서 20년 동안 무제한으로 동력을 공급받을 수 있다고 합니다. 

 

이렇게 엄청난 원자로를 아이언맨은 혼자 만들어낸 것입니다. 그렇다면 실제로 개인이 원자로를 만들 수 있을까요? 물론 영화처럼 완벽한 원자로는 아니지만, 실제로 혼자서 이런 원자로를 만들어낸 사람들이 있다고 합니다. 전 세계 100여 명의 사람들이 시도했으며 그중 절반에 가까운 사람들이 성공했는데요. 이 중에는 10대 어린아이들도 있었습니다. 

 

 

성인이 된 데이비드 한

1994년, 17세의 데이비드 한은 어린 나이에 원자로를 만들어 미국 전체를 놀라게 했던 인물입니다. 14세가 되었을 때  원자로 모델을 설계했고 핵분열과 핵 에너지에 대한 논문을 써 상을 받기도 했습니다. 그리고 17살이 되었을 때 마침내 원자로를 만드는 데 성공했습니다. 바용을 아끼기 위해서 제작에 필요한 재료를 생활 용품에서 구했다는 것이 큰 화제가 되었는데요. 아메리슘은 화재경보기에서, 토륨은 캠핑 랜턴에서, 트리튬은 조준기, 라듐은 야광시계에서 추출했으며 당시 소련 연방이 무너진 틈을 타 체코에서 우라늄을 주문했다고 합니다. 

 

 

데이비드 한의 집 차고에서 발견된 방사능 폐기물

집에서 비밀리에 만든 원자로를 성공적으로 가동했지만, 이로 인해 정상 수준보다 1000배가 넘는 방사능이 방출되었고 이후 원자로를 옮기는 과정에서 FBI에 발각되었다고 합니다. 데이비드 한이 만든 원자로는 결국 해체되었는데요. 이것을 해체하고 연구실로 사용했던 창고와 주변을 정화하는데만 무려 1억 2천만 원이 들었다고 합니다. 데이비드 한이 원자로를 만들게 되었던 계기는 생각보다 소박했는데요. 뛰어난 보이스카우트에게만 주어지는 ‘이글 스카우트’ 자격을 얻기 위해 미니 원자로를 만들게 되었다고 합니다. 

 

 

테일러 윌슨

그 후 2008년 데이비드 한을 잇는 또 한 명의 천재가 화제가 되었습니다. 바로 테일러 윌슨인데요. 14세가 되었을 때 핵융합로를 만들어 핵융합에 성공했으며 앞서 소개한 데이비드 한의 이야기가 담긴 책 ‘방사능 보이스카우트’를 읽고 꿈을 키우게 되었다고 합니다. 현재 테일러 윌슨은 미국의 핵물리학자로 활동 중이며 핵안보와 관련된 연구와 핵테러 방지를 위한 연구에 힘쓰고 있습니다.  

 

 

제이미 애드워드

2014년 영국의 제이미 에드워드는 13세가 되었을 때 핵융합 소형 원자로를 만들었습니다. 과학사에 남을 업적을 세운 계기는 크리스마스 용돈이었다고 하는데요. 용돈으로 구입한 방사선 측정계 ‘가이거 뮬러 계수관(Geiger Mueler counter tube)’을 이용해 핵융합 원자로를 제작했으며 아이의 천부적인 재능을 알아봤던 학교 선생님이 개발비(350만 원)를 지원했다고 합니다. 애드워드가 제작한 소형 핵융합로는 통칭 ‘퓨저(fusor)’로 불리는 ‘판스워스 허쉬 퓨저(Farnsworth-Hirsch fusor)’입니다. 

 

 

잭슨 오스왈트

미국 테네시에 살고 있는 ‘잭슨 오스왈트’는 2018년 12세가 되었을 때 핵융합에 성공했다고 합니다. 오스왈트는 부모님의 지원으로 1천125만 원을 들여 1년에 걸쳐 소형 핵융합로를 만들었는데요. 10살이 되었을 때 앞서 소개했던 테일러 윌슨에게 영감을 얻었으며 2년의 개발 기간을 거쳐 핵융합 실험에 성공했다고 합니다. 필요한 장비와 부품을 이베이에서 구입했으며  2021년 기네스의 인증을 받으며 핵융합 실험에 성공한 최연소자에 등극했다고 합니다. 

 

 

원자로가 이용하는 핵반응은 크게 두 가지로 나뉘는데요. 핵분열과 핵융합이 있습니다. 가장 먼저 소개했던 데이비드 한이 핵분열 원자로를 만들었고 나머지 아이들은 모두 핵융합 원자로를 만들었습니다. 현재 실제 사용되는 원자력발전소는 핵분열을 통해 에너지를 만든 것인데요. 하지만 방사능 유출이나 방사능 폐기물 문제로 탈원전을 선포한 나라들도 있습니다.  

 

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반면, 핵융합은 핵폐기물이 거의 없고 바다에 풍부한 물질(중수소, 삼중수소)을 연료로 이용하기 때문에 고갈될 염려가 없다고 합니다. 게다가 작은 양으로 엄청난 양의 에너지를 얻을 수 있는데요. 연료로 사용되는 중수소 1g은 이론적으로 석유 8톤과 같은 에너지를 생산한다고 합니다. 그렇기 때문에 많은 사람들이 이것을 인류 궁극의 친환경 에너지라 부르며 연구하는 것입니다. 

 

 

7개국 연합 국제 핵융합실험로 'ITER'

아이언맨이 사용했던 것이 이와 같은 원리의 핵융합 발전기인데요. 아직은 상용화가 되지 않았습니다. 핵분열과 반대로 원자가 합쳐질 때 에너지가 발생하는 것을 핵융합이라고 하는데 실제로 태양에서 이런 에너지가 발생되고 있습니다. 현재 2025년 완공, 2040년까지 사용할 수 있는 인류 최초의 핵융합 발전소를 건설 중인데요. 이 프로젝트에는 한국을 포함한 7개국이 참여하고 있습니다. ITER 국제기구 사무총장은 핵융합 발전소가 보편화되면 전기 사용량이 크게 확대되면서 산업, 건물, 교통 등에서 발생하는 온실가스 배출량을 대폭 줄일 수 있으며 이것은 지구를 위한 기적이 될 것이라고 말했습니다. 

 

 

그렇다면 아이언맨처럼 가슴에 원자로를 달고 다니는 것이 현실에서 가능할까요? 결론부터 말씀드리자면 현재 기술로는 불가능합니다. 핵융합을 이용할 때 현재 연구가 된 방식은 1억 도 이상의 아주 높은 고온을 이용하는 방식인데 이 열이 신체에 가해지지 않는 방법이 없습니다. 어떤 사람들은 고온이 아닌 상온에서도 핵융합이 가능하다고 하는데요. 사실 아이언맨에서 나오는 아크 원자로 또한 이런 가설에 기초한 원자로라고 합니다. 하지만 영화는 영화일 뿐, 현재 증명된 기술로는 주먹만 한 사이즈로 원자로를 만드는 것조차 어렵다고 합니다. 뭐, 언젠가 먼 미래에 기술이 엄청나게 발달한다면 가능할 수도 있겠죠? 

 

또한 영국의 한 전문가는 아이언맨 슈트를 실제로 만들기 위해서 필요한 재료의 비용을 계산했다고 하는데요. 우리나라 돈으로 무려 2조 원이 필요하다고 합니다. 초능력에 가까운 능력을 얻기 위해서는 일단 부자가 되는 것이 먼저인 것 같습니다. 오늘 저와 함께 아이언맨을 통해 소개되었던 소형 원자로에 대한 짤막한 지식과 어린 나이에 소형 원자로를 개발했던 천재들에 대해서 알아봤습니다.