우라늄은 18세기에 발견되어 수백 년 동안 도자기 유약이나 유리공예에 사용되었다. 이후 제2차 세계대전 당시 미국은 전쟁에 승리하기 위해 핵물리학자들을 모아 핵을 연구하기 시작했다. 이때부터 우라늄은 에너지원이나 무기에 사용하는 원소로 잘 알려지게 됐다.

핵분열에 사용하는 것은 농축 우라늄이다. 천연 우라늄은 적은 양이라면 개인도 보유할 수 있다. 우라늄이 핵분열하면 연쇄반응으로 질량 손실이 일어나고 막대한 에너지를 발생한다. 바로 아인슈타인의 질량-에너지 등가 법칙인 E=mc2이다.

우라늄의 동위 원소는 우라늄-234(0.0054%), 우라늄-235(0.72%), 우라늄-238(99.274%) 세 가지이다. 우라늄-235는 중성자와 충돌해 크립톤과 바륨으로 분열 후 세 개의 중성자를 방출한다. 이 중성자를 조절하며 다른 우라늄-235와 충돌시켜 느리게 연쇄 반응한다. 천연우라늄인 우라늄-238은 우라늄-235와 달리 중성자를 흡수해 플루토늄-239로 바뀐다. 이 플루토늄-239가 핵분열을 한다.

☞MANHATTAN PROJECT

제2차 세계대전 당시 많은 유대인 물리학자가 미국으로 망명했다. 연합군은 핵폭탄 개발 사업인 맨해튼 프로젝트를 출범하고 핵폭탄을 제조했다. 최초의 핵폭탄 실험인 ‘트리니티’를 거쳐 만들어지고 일본에 투하된 핵폭탄이 ‘리틀보이’와 ‘팻맨’이다. 이 둘은 각각 루스벨트와 처칠의 별명이기도 했다.

☞NUCLEAR BOMB

팻맨이 플루토늄을 이용한 압축 배열 방식의 핵폭탄이었던 것에 비해, 리틀보이는 농축 우라늄을 이용한 대포 배열 방식의 핵폭탄이었다. 일본 히로시마에 투하되어 7만 8,000명의 사망자를 내고 8만 명 이상의 부상자를 내며면서 제2차 세계대전을 종식시켰다. 야구공 크기의 우라늄이 가진 에너지양은, 그 300만 배에 달하는 질량의 석탄에서 나오는 에너지와 맞먹는다.