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해프닝으로 끝난 상온핵융합

선전만 요란, 공식 학계 인정 못받아

 

해프닝으로 끝난 상온핵융합


1989년 3월 23일, 미국 유타대학의 스탠리 폰즈(사진 오른쪽)와 마틴 프라이슈만(왼쪽)은 상온핵융합 실험에 성공했음을 전세계 언론에 발표한다. ‘상온핵융합’의 영어 이름인 ‘cold fusion’은 보통 1억도 이상의 ‘뜨거운’(hot) 온도가 필요하다고 알려진 핵융합 반응에 대응해서 붙여진 이름이었다. 1억도라는 온도에 견주어 볼 때 핵융합이 보통 실내온도에서 일어난다는 소식은 전세계 과학자들을 커다란 놀라움과 충격에 휩싸이게 하기에 충분했다.

그전까지 과학자들은 핵융합이 진행되는 과정에서 발생하는 막대한 에너지를 상용화하기 위해 실험해 왔다. 이때 발생하는 ‘엉겨붙은 원자들’, 즉 플라스마 상태의 원자들을 가둬놓을 물질이 지구상에 없기 때문에 과학자들은 그 대안으로 강력한 자기장을 만들어 그 안에 가둬 놓는 방법을 고안했다. 이런 방법으로 만든 장치를 ‘토카막’이라고 한다.

그런데 폰즈와 프라이슈만의 실험장치는 사진에서 보듯 장치가 너무나도 간단했다. 중수가 담긴 비커, 팔라듐과 백금, 리튬중수가 주요 구성물의 전부며 실험원리도 간단하다. 막대한 양의 수소를 흡수하는 능력이 있는 팔라듐에 전류를 계속 흘려주면 중수에 들어있던 수소가 팔라듐에 쌓이고, 그에 따라 팔라듐 결정격자 안에서는 압력이 급격히 증가해 핵융합이 일어난다는 것이다.

많은 과학자들이 이 실험을 따라하다보니 팔라듐 가격이 20%나 올랐다. 그러나 발표된 상온핵융합이 과연 '핵융합반응'이라고 할 수 있는지에 대한 의심이 이론과 실험 양쪽에서 나오기 시작했다. 행융합 반응이 일어난다는 가장 확실한 증거인 '과잉열'과 '중성자 방사선'에 대한 실험값이 일정하지 못했고, 팔라듐 격자 안에서 발생한 압력으로는 핵융합이 도저히 일어날 수 없다는 이론적 계산이 나왔다. 결국 폰즈와 프라이슈만의 상온핵융합 실험은 격렬한 논쟁 끝에 '공식적'이고 '정통적'인 과학계에서는 인정받지 못했다.

​한편 폰즈와 프라이슈만이 핵물리학자가 아닌 화학자였다는 점, 고온 핵융합에 이미 막대한 투자가 진행됐다는 점 등도 상온핵융합 진영을 더욱 불리하게 했다. 물론 현재까지도 상온핵융합의 가능성을 믿고 실험을 계속하는 과학자들이 있지만 그들은 어디까지나 과학계에서 '변두리' 취급을 받고 있다. 20세기 말 과학계에 격렬한 소동을 일으켰던 상온핵융합, 지금은 그 열기마저 '식었다'(cold).

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2000년 08월 과학동아 정보

  • 동아일보사 편집부

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