리제 마이트너
원자핵을 쪼갤 수 있을까?
그때 그곳
오스트리아 출신 유대인이었습니다. 베를린에서 오토 한과 30년을 함께 연구했죠. 초기에는 여성이라 연구소 본관에 들어갈 수 없어 지하 목공실에서 실험했습니다.
1938년 나치가 오스트리아를 병합하면서 그의 오스트리아 여권이 무효가 되었고, 그는 국경을 넘어 스웨덴으로 망명했습니다. 실험실도, 지위도, 장비도 없이요.
왜 이 질문이었나
그해 겨울 한이 편지를 보내왔습니다. 우라늄에 중성자를 쏘았더니 바륨이 나왔다는 것이었습니다.
바륨은 우라늄의 절반 정도 크기입니다. 한은 화학적으로 몇 번이나 확인했지만 도무지 설명할 수 없었습니다. 당시 상식으로 핵은 조각이 조금씩 떨어져 나갈 뿐, 반으로 갈라지는 일은 있을 수 없었으니까요.
알아낸 것
마이트너는 크리스마스에 조카 프리슈와 함께 눈 덮인 숲을 걸으며 이 문제를 풀었습니다.
핵을 물방울로 보면 됩니다. 중성자가 들어가 흔들면 물방울이 길게 늘어나고, 가운데가 잘록해집니다. 잘록해질수록 양쪽 양전하 사이의 거리가 멀어지면서 표면장력보다 반발력이 커지고, 어느 순간 두 조각으로 끊어집니다.
그리고 그는 계산했습니다. 끊어진 두 조각의 질량을 더하면 원래보다 조금 모자랍니다. 사라진 그 질량이 아인슈타인의 공식대로 에너지로 나옵니다. 계산해보니 원자 하나당 2억 전자볼트였습니다. 엄청난 값이었습니다.
그는 이 현상에 핵분열이라는 이름을 붙였습니다.
핵은 조금씩 깎일 뿐 반으로 갈라지지 않는다
한의 화학 분석 결과와, 사라진 질량이 에너지로 환산되는 계산
1944년 노벨 화학상은 오토 한 한 사람에게 돌아갔습니다. 그는 맨해튼 계획 참여를 거절했고, 원자폭탄의 어머니라 불리는 것을 평생 싫어했습니다