Rhj/게티 이미지
우라늄이 원자로의 연료를 만드는 데 사용된다는 것은 일반적으로 잘 알려져 있습니다. 자연 상태의 우라늄에는 붕괴하는 데 수십억 년이 걸리는 동위원소 우라늄-238(U-238)이 99.3% 이상 포함되어 있으며, U-234(미국 원자력 규제 위원회 기준)는 0.01% 미만입니다. 그러나 핵 연쇄 반응을 유지하고 상당한 양의 에너지를 방출하기 위해서는 천연 우라늄에 들어 있는 0.7% U-235가 그 힘을 보유하고 있습니다. 그렇기 때문에 이란을 포함한 전 세계 국가들이 농축 시설을 보유하고 있는데, 농축은 어떻게 이루어지며 이란과 같은 국가는 그러한 시설을 보유해야 합니까?
U-235를 핵연료로 사용하기 위해 농축할 수 있는 두 가지 주요 방법이 있습니다. 기체 확산 농축은 미국이 대규모로 사용한 첫 번째 방법이었습니다. 이는 우라늄을 불소와 결합하여 육불화 우라늄 가스를 생성한 다음 가스 확산 장치를 통과하는 과정을 포함합니다. 가스 내의 가벼운 분자는 U-234 및 U-235 원자를 운반하며 U-238 원자를 운반하는 무거운 분자보다 빠르게 이동합니다. 수백 단계를 거친 후 가스에는 충분한 U-235가 포함되어 다시 불소와 U-235로 분리될 수 있습니다.
오늘날 미국에서는 가스 원심분리 농축 공정을 사용합니다. 여기에는 육불화우라늄 가스를 생성하고 이를 수많은 실린더로 구성된 가스 원심분리기에 넣는 작업이 포함됩니다. 고속으로 회전하는 동안 U-238을 운반하는 무거운 분자는 바깥쪽 가장자리로 밀려나 중앙에 U-235를 운반하는 가벼운 분자와 분리됩니다. U-235 농축 가스는 화학적으로 이산화우라늄 분말로 가공된 후 압축되어 연료 펠릿을 형성합니다.
또한 새로운 레이저 농축 또는 분리 공정이 개발 중입니다. 이 장치는 단색광을 전달하여 육불화우라늄의 U-238 운반 분자를 화학적으로 변화시켜 U-235를 분리하고 포획할 수 있습니다.
농축 우라늄은 원자력 발전에만 사용되는 것이 아닙니다
EWY 미디어/Shutterstock
우라늄과 원자력은 1940년대부터 뉴스에서 반복적으로 화제가 되었지만, 이란과의 미국-이스라엘 전쟁으로 인해 2026년 초에 이 문제가 첫 페이지에 등장하게 되었습니다. 두 국가는 도널드 트럼프 대통령이 "이란 정권의 임박한 위협"이라고 불렀던 것을 제거하기 위해 공격을 시작했습니다. 그 위협에는 60% U-235 400kg이 포함됩니다. 한편 국제원자력기구(IAEA) 사찰단은 2023년 이란에서 U-235 입자의 83.7%를 발견했다고 보고했다. 이것이 왜 문제인지 이해하려면 다양한 농축 우라늄 농도와 그 사용 방법을 이해하는 것이 도움이 됩니다.
원자로 연료로 사용되는 거의 모든 우라늄은 U-235 함량이 3~5%로 저농축되어 있습니다. U-235를 5~10% 함유한 "저농축 우라늄 플러스"는 경수로 성능을 향상시켜 원자로에 연료를 자주 재급유할 필요가 없도록 개발되고 있습니다. 다음으로 고분석 저농축 우라늄은 5%~19.75%를 함유하고 있습니다. 현재 널리 사용 가능하지는 않지만 원자력 효율을 향상시키기 위해 개발 중인 첨단 원자로에 사용하기 위한 것입니다.
마지막으로, 20% 이상의 U-235 농도는 일부 연구용 원자로에 전력을 공급하는 데 사용되는 고농축 우라늄입니다. 순도 90%로 해군 원자로, 핵무기, 폭탄(이 수준에서 위험한 방사능 사용 중 하나)에 전력을 공급하는 데 사용됩니다. 이란이 우라늄을 83.7%까지 농축할 수 있다는 점은 우려스럽다. 이는 이란이 핵무기 연료로 사용할 U-235 90% 생산을 위한 생산 가속화가 멀지 않았다는 것을 의미하기 때문이다. 그런 다음 해당 무기를 사용하여 이스라엘과 미국 등 적국으로 간주되는 다른 국가를 공격할 수도 있습니다.
