지상의 태양, 보르도의 실험실
제인-프랑수아 오게로의 글
『월드』지에 게재됨
2003년 9월 24일
나는 이 글을 내 웹사이트에 게재하면서, 이 행동이 얼마나 무의미한지 잘 알고 있다. 일 년 전, 나는 언론, 과학 기자, 그리고 일반 대중의 주목을 끌기 위해, 프랑스 영토 내에서 지하 1,000미터 깊이, 가르단네 광산의 고립된 지역에서 10년간 지속된 핵실험의 실상을 드러내려 했다. 나는 이를 '사람들의 관심을 끌기 위해 조작된 프로젝트'라고 여겼다. 2003년 1월 9일에 출간된 나의 저서에서 이 사실이 폭로된 후, 광산은 2월 2일에 급하게 폐쇄되었고, 3년이나 앞당겨진 폐쇄였다. 이후 곧바로 물로 채워지기 시작했고(2003년 5월부터), 지금은 더 이상 조사가 불가능할 정도로 영구적으로 물에 잠겨 있다. 이제 남은 유일한 질문은, 물이 석회암을 녹여서 균열과 붕괴를 일으키고, 결국 중동 해에 방사성 물질이 유출되는 데까지 얼마나 걸릴 것인가 하는 것이다. 그 결과로 생기는 오염은 체르노빌을 웃기게 만든다.
모든 사람이 이 문제에 관심을 두지 않는다. 어떤 기자도 조사를 하지 않았고, 그린피스나 크리라드(CRIIRAD, 방사능에 관한 독립 정보 연구 센터)와 같은 단체들도 마찬가지였다. 그러나 보르도의 '실험실 내 태양'이라는 프로젝트를 옹호하는 과학 기자들은 쉽게 찾아볼 수 있다. 파란색은 나의 주석이다.
http://www.lemonde.fr/article/0,5987,3244--335131-,00.html
공학자들이 어떻게 구형 타겟 내에서 압축 붕괴를 달성하려고 하는지 궁금할 수 있다. 답은 한 개의 독일어 단어에 있다:
holraum (오븐). 이는 실린더형 상자 안에 '경량 거품'을 넣어 레이저의 에너지를 흡수하게 하고, 이를 극도로 높은 온도로 데우는 것이다. 그 후 이 물질이 다시 복사 에너지를 방출하여, 이 공간을 일정한 방사압이 유지되는 오븐으로 만들고자 한다. 그 방사압이 수소-트리튬 구형 타겟을 둘러싼 '푸셔'에 작용하게 된다. 그러나 이 모든 것은 매우 추측적이며, 컴퓨터에서 수행된 수치 시뮬레이션에 기반하고 있다. 아주 작은 세부 사항 하나: 이 프로젝트와 관련된 모든 공학자들 중에서, 이 작업의 실현 가능성을 의심하는 자들은 모두 해고되었거나 무시당했다. ITER와 마찬가지로, 메가줄은 '공학자들을 위한 대성당'이다.
보르도 근처, 원자력위원회(CEA)는 메가줄 레이저의 첫 번째 기초를 놓았다. 이 유일무이한 빛의 원천은 2010년에 가동될 예정이다. 보르도, 특파원 보고
이 '유일무이함'이 놀랍다. 미국은 1976년에 처음으로 네오디뮴 도핑 유리 레이저를 사용하여 레이저로 핵융합을 시도했다. 이 기술은 이미 28년 전부터 존재한다. 나는 1976년에 처음으로 이 시설을 본 비미국인이다(『악마의 자식들』, 알뱅 미셸, 1995). 그 당시 24개의 네오디뮴 레이저를 갖춘 '샤이바'(SHIVA)가 건설 중이었다. 레이저 핵융합의 원리는 강력한 레이저 빛을 미세한 구형 타겟에 집중하는 것이다. 이 빛은 타겟을 압축하게 된다. 초기에는 타겟이 액체 또는 고체 수소 상태였다. 그 후 구형 타겟이 10배(부피 기준으로 1,000배)로 압축되며, 이로 인해 두 개의 무거운 수소 동위원소(데우테륨-트리튬) 혼합물이 융합 온도에 도달하게 된다.
그러나 모든 시도는 실패로 끝났다. 구형 대칭 압축을 달성하지 못했다. 마치 '주부가 손바닥으로 반죽을 압축하려 했지만, 반죽이 손가락 사이로 흘러나가는 것처럼' 일어났다. 이 글을 읽으면, 프랑스가 레이저 핵융합 경쟁에서 리더십을 점하고 있는 것처럼 보이지만, 실제로는 너무 늦게 시작한 것이다.
이 공사는 엄청나다. 아키타인 과학기술연구소(Cesta)의 땅에 있는 랑드 지역의 소나무 숲에서 수 헥타르의 정리를 벌였으며, 이 지역은 보르도에서 남서쪽으로 30킬로미터 떨어진 바르프 마을 근처에 있다. 땅은 뒤집어졌고, 풀 아래에는 모래와 약한 벽을 가진 구멍들이 있다. 이 구멍들은 강화되어야 하며, 300미터 길이, 150미터 폭, 45미터 높이, 4만 평방미터의 바닥 면적을 가진 거대한 건물의 기초를 받을 것이다.
이 전체 시설은 에펠탑을 한 개 수용할 정도로 크다. 원자력위원회(CEA)의 '도전 과제' 7-8월호에 따르면, 이 시설은 매우 크다. 특히 메가줄 레이저(LMJ)를 수용할 수 있을 정도로 크다. 이는 미국의 NIF(National Ignition Facility)와 함께 세계에서 두 번째로 강력한 레이저 시설이다. 미국은 샌프란시스코 근처의 로렌스 리버모어 국립연구소에서 이 시설을 조립하고 있다. 두 시설은 매우 유사하다. 이는 프랑스와 미국이 오랫동안 이 주제에 대해 협력해 왔기 때문이다. 둘 다 같은 목표를 추구한다: 지하 핵실험을 하지 않고도 핵억제 무기의 재보급을 보장하는 것이다. 이는 다른 국가들과 마찬가지로, 그들은 지하 핵실험을 중단하겠다고 약속했기 때문이다.
거대한 거짓말이다. 미국과 러시아는 오랫동안 지하 핵실험을 중단하지 않았다. 수십 년 동안 이들은 은밀하고 조용하게 핵실험을 계속해 왔다. 이 기술은 이미 오래전에 완성되었으며, 미국 지질학회 보고서에 자세히 설명되어 있다. 지형에 따라 20~25미터 지름의 공동에 1킬로톤의 폭발 장치를 설치하면 된다. 그 결과의 지진 규모는 3을 넘지 않으며, TNT 450킬로그램과 동일한 에너지이다. 이는 일반적인 광산 채굴 작업과 비교할 수 있다. 지하 핵실험을 '일상적인 광산 활동'으로 위장하는 것은 매우 쉽다. 미국과 러시아는 25년 이상 이와 같은 방법을 사용해 왔다. 미국이 제안한 핵실험 금지 유예는, 미국이 이 기술을 완성한 바로 그날에 등장했다. 프랑스는 10년 전에 따라했지만, 우리 나라에는 사막 지역이 없다.
그러나 사막은 존재한다. 그것은 정치적, 미디어적, 정보적, 과학적, 지적 사막이다. '사막에서 목소리가 울린다.' 오게로의 글에서는 순진함과 타협의 사이에서 흔들린다.
'과학적으로 올바르다', '정치적으로 올바르다' 등의 표현을 알고 있다. 이제 '미디어적으로 올바르다'를 추가하자. 당신이 작은 화면에서 보는 것은 속임수다. 모든 것이 필터링된다. 칼비는 "마친 씨, 벤 라덴이 여전히 살아 있을 것 같으신가요?"라고 말할 수 있다. 시청자는 숨을 죽이고, 테러리스트들이 '화학무기'를 장악했을지도 모른다는 소식에 떨게 된다.
하지만 진짜 테러리스트는 우리의 발밑, 인구 밀도가 높은 지역 근처에서 핵폭발을 일으키는 자들이다. 이 주제는 '미디어적으로 올바르지 않으며', 어디에서도 다뤄지지 않을 것이다. 텔레비전이나 신문을 보며 나는 마치 사람들이 진정제를 마시고 있는 것 같다는 느낌을 받는다.
매우 특수한 보라색 유리
원자력위원회(DAM)의 새로운 시설은 2009~2010년까지 완공되지 않을 것이다. 이 시설을 둘러싼 건물의 첫 번째 콘크리트 몇 입방미터가 최근에 타설되었다. 이는 21억 유로(임금 포함)의 프로젝트의 첫걸음이며, 세금 제외 11억 유로의 투자금이 투입되며, 최대 1,000명의 인력을 동원할 예정이다. 여기서는 거대함이 원칙이다. 수백만 줄, '메가'라는 접두사가 붙은 프로젝트의 이름은 이에 기인하며, 수십 톤, 수천 개의 구성 요소를 다룬다.
"2010년까지는 준비되지 않을 것" — 최선의 경우다. 무로로아의 핵실험은 1996년에 중단되었다. 그 후 16년이 흘렀다. 2010년이나 그 이후에 작동할 것이라는 보장은 전혀 없다. 게다가, 데우테륨-트리튬 핵융합은 실제 수소폭탄의 진짜 폭발물인 리튬 수소화물과 직접적인 관련이 없다. 그러나 오게로는 이 점을 결코 언급하지 않는다. 마지막으로, 군부는 현재의 핵무기 보유량이 20년 이상은 신뢰할 수 없다고 보고 있다. 그러면 우리는 무엇을 할 것인가?
매우 특수한 보라색 유리(희토류 원소인 네오디뮴 도핑) 66톤이 타설되어야 하며, 약 1만 개의 복잡한 광학 시스템이 설치되어야 한다. 이 시스템들은 레이저가 생산할 240개의 강력한 빛 빔을 전달하고, 필터링하고, 정제하고, 분리하고, 집광한다. 1만 개의 모터가 각 빔을 밀리미터 단위로 정확히 위치시키며, 2천 개의 카메라가 전체 과정을 관찰할 것이다.
결국, 240개의 레이저 빔이 8개씩 묶여서, 350톤의 알루미늄 방실(지름 10미터 이상)에 집중된다. 그 안에는 2밀리미터 지름의 미세한 구형 구조물이 있으며, 이 안에는 무거운 수소(데우테륨)와 매우 무거운 수소(트리튬)가 가득하다. 그곳에서 레이저 빛의 영향으로 몇 밀리억 분의 1초 안에 지옥이 열린다. 레이저 빛이 이 혼합물을 가열하고 압축하여 온도는 수천만 도에 이르고, 압력은 수백만 기압에 달한다. 이러한 조건은 별의 내부와 핵융합 무기에서만 존재한다.
오게로 씨, 제 세금으로 만든 꿈을 저에게 보여주세요. 정말 멋지네요.
하루에 2~3번, 메가줄 팀은 이 실험을 반복한다. 그러나 무기 시험은 절대 하지 않는다. 메가줄 대형 방실에서 켜진 '미세한 태양'은 어떤 건물도 파괴할 수 없다. 거대한 기계는 엄청난 에너지를 생산하지만(1.8메가줄), 결국은 "0% 요거트 10개에 들어 있는 에너지"에 불과하다고 공학자들이 농담한다. 무의미하다. 이 기계의 핵심은 이 에너지를 1초의 일부분에, 그리고 아주 작은 공간에 집중하는 능력에 있다.
키플링이 말했듯이, "이 모든 것은 거대한 기만과 마법이다." 안심하세요. 위험하거나 오염되지 않습니다. "0% 요거트 10개에 들어 있는 에너지", 공학자가 웃으며 말한다. 그러나 나는 사람들이 이렇게 마음을 허물어뜨리는 데 대해 전혀 웃기지 않는다. 마지막으로, 드골은 프랑스인들이 소라고둥이라고 말했다. 아마도 그 말이 맞을지도 모른다. 그런데 '월드'에 실렸다는 이유로, 그것이 진실이 되는 것 같다. 그러나 나는 오게로의 한 기사 제목을 다시 상기시킨다. "어두운 물질은 존재한다. 증거: 우리는 그것을 측정하고 있다." 내가 분노하는 것은, 과학 기자라고 자처하는 사람들이 세금 납부자들의 돈을 낭비하는 자들에게 속임수를 제공하고 있다는 점이다.
초광선의 폭풍
이러한 기술적 위업은 누구나 할 수 있는 것이 아니다. DAM 팀은 군사용 레이저(예: 페부스, 옥탈 등)에 오랜 경험을 쌓아온 산업계의 지원을 받아, 이 모험에 뛰어들었다. 미국 동료들과 달리, 그들은 먼저 8개의 레이저 빔을 가진 프로토타입 체인, 즉 LIL(Ligne d'Intégration Laser)을 만들었다. 이는 메가줄 레이저(LMJ)의 구조를 미리 보여주는 것이다. 현재는 이 레이저 중 하나만 작동 중이다. 4월에 성능이 계약서에 명시된 것보다 훨씬 뛰어났다: 9,500줄의 자외선 빛을 생성했고, 계획된 7,000줄보다 많았다.
우리는 최고다. 그러나 어떤 어리석은 사람이 우리가 미국을 능가할 수 있다고 믿을까? 우리는 20년 이상 뒤처진 에너지 지향 시스템 분야에서 미국의 선두를 넘을 수 있을까? 미국은 NIF(National Ignition Facility)를 통해 레이저 핵융합 경쟁에 뛰어든 것처럼 보이지만, 그 진짜 목적은 시민들이 지하 핵실험을 "영원히 금지될 것"이라고 믿게 하려는 것이다. 어쩌면 실험은 중단되었을까? 페코스 강 서쪽이나 오랄 산 동쪽에서 무슨 일이 있었는지 들어봤는가?
미국은 5월 말에 같은 자외선 빛을 10,400줄 생산하며 세계 기록을 갱신했다. 2004년에는 LIL이 4개의 빔으로 장비되고, 2005~2006년에는 또 4개가 추가되어, CEA가 미래 기계의 30개 기본 요소 중 하나를 검증할 수 있게 된다. 더 적극적인 미국의 NIF 팀은 프로토타입 없이 바로 목표로 향했으며, 이로 인해 2008년까지 완성될 수 있었다.
그 동안 DAM의 물리학자들은 LIL 설치를 통해 첫 실험을 시작할 수 있다. 그 실험실의 방은 미국의 이전 군사용 레이저 시설 NOVA에서 사용하던 알루미늄 구형 구조물과 동일하다. 그러나 궁극적으로 이 프로토타입 체인은 더 평화적인 연구자들에게도 관심을 끌 것이다. 이미 20%의 메가줄 레이저 시간은 천체물리학(밀도 높은 별의 본질), 지구물리학(지구의 '호흡'), 레이저 물리학 및 극한 조건, 그리고 관성 압축 핵융합 연구에 할당될 예정이다. 이 연구는 언젠가 인류에게 무한한 에너지 자원을 제공할 수 있을 것이다. CEA, CNRS, 폴리테크닉 학교, 아키타인 지역은 이 프로젝트를 촉진하기 위해, Cesta와 LMJ 바로 맞은편에 '레이저 및 플라즈마 연구소'를 설립할 계획이다. 2005년에는 이 '레이저 길'의 요소가, 기초 연구와 기술 이전 측면에서 전문적인 30개 이상의 프랑스 연구소를 통합할 것이다.
이 과정에서, CNRS는 침묵을 사려한다. "순종하고 이해해 주세요. 성가신 질문은 하지 마세요. 우리와 함께 대중을 속이기 위해 큰 단어들을 써주세요. 추가로 당신들을 위한 일자리도 제공할 것입니다." 타피의 프로그램에서 나는 가르단네 문제에 주목을 요청했지만, 편집 과정에서 잘라냈다(루키에의 프로그램에서도 마찬가지였다). 그 자리에 있었던 CNRS의 연구소장 쿠투리에(파리 천문대 소장이라고 기억된다)는 즉시 반박하며, 우리 미래의 '시험관 태양'을 찬양했다. 그러나 그 부분도 '주제와 무관하다'는 이유로 잘라냈다.
1976년, 쿠투리에(충격파 전문가)는 내 충격파 소멸 아이디어를 믿지 않았다. 그러나 과학적 근거를 제시하지 못했다. 지금까지도 그는 여전히 믿지 않는다.
'레이저의 길', 얼마나 아름다운가! 프로젝트가 무너질 때는 기술적·과학적 성과, 고용, 기술 이전 등을 강조한다.
지상의 태양, 보르도의 실험실
제인-프랑수아 오게로
나는 이제 더 이상 믿지 않지만, 내 일을 계속한다. 독자들 중 일부는 "당신은 많은 사람들의 눈을 떠뜨렸다"고 말했다. 그럼 계속하자. 만약 언론이 많은 분야에서 우리를 '풍선을 호박처럼' 속이고 있으며, 심지어 '월드' 같은 진지한 신문까지도 마찬가지라면, 이미 증명된 것이다.
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