원폭 폭발 7000℃ 열기가 빚어낸 미지의 합금 결정체

1945년 일본 히로시마에 투하된 원자폭탄이 지구상에 존재하지 않던 새로운 금속 물질을 만들어냈다는 연구 결과가 나왔다. 이탈리아 피렌체 대학교 연구진은 히로시마만 해변 모래에서 수집한 원폭 낙하물 입자에서 기존에 알려진 어떤 합금과도 일치하지 않는 결정 구조를 확인했다고 발표했다. 이번 연구 결과는 국제 학술지 사이언스 어드밴스에 게재됐다.

연구진은 히로시마 해변에서 채취한 34개의 미세 입자를 고배율 전자 현미경과 단결정 X선 회절 기술로 면밀히 분석했다. 그 결과 크기가 수 마이크로미터에 불과한 한 금속 알갱이에서 철, 크롬, 니켈, 망간, 몰리브덴, 규소, 알루미늄 등으로 구성된 합금을 발견했다. 성분 비율은 일반적인 스테인리스강과 유사하지만, 원자들의 결합 구조는 자연계나 기존 금속공학에서 나타날 수 없는 독특한 형태로 고정돼 있었다.

연구진은 폭발 당시 7000℃가 넘는 초고온 열기에 건물, 토양, 유리, 금속 구조물 등이 순식간에 증발해 구름을 형성한 뒤, 화염이 빠르게 팽창하고 냉각되는 과정에서 원자들이 비정상적인 구조로 동결된 것으로 보고 있다. 이번 발견은 1945년 트리니티 원폭 실험의 부산물에서 희귀 결정이 발견된 데 이은 또 하나의 성과로, 핵폭발이라는 인위적인 극단 환경이 기존 과학 상식을 깨는 신물질을 만들어낼 수 있음을 입증했다.

연구진은 "이번 연구는 인간이 만들어낸 극단적인 환경이 이전에 알려지지 않은 신소재의 형성으로 이어질 수 있음을 보여준다"며 "이 신종 물질의 형성 원리를 파악한다면 향후 실험실에서 더욱 강하고 가벼우며 열에 잘 견디는 혁신적인 차세대 소재를 개발하는 데 기여할 수 있을 것"이라고 전망했다. 한편 1945년 8월6일 히로시마 상공 580m에서 터진 원자폭탄 '리틀보이'는 TNT 1만5000톤급 위력이었으며, 14만여 명의 목숨을 앗아갔다.