원자는 어떻게 에너지가 되었을까?

서문 … 7

∥제1부∥ 원자와 에너지 그리고 전기의 세계 … 9
원자량 … 12
전기 … 17
전기의 단위 … 17
음극선 … 19
방사능 … 23
원자의 구조 … 28
원자번호 … 33
동위원소 … 37
에너지 … 48
에너지 보존의 법칙 … 48
화학 에너지 … 51
전자와 에너지 … 56
태양의 에너지 … 58
방사능의 에너지 … 62

∥제2부∥질량과 에너지, 중성자, 원자핵의 구조 … 69
질량과 에너지 … 71
핵의 구조 … 79
양성자 79
양성자-전자 이론 … 81
핵 속의 양성자 … 86
핵 충돌 … 89
입자가속기 … 95
중성자 … 100
핵스핀 100
중성자의 발견 … 104
양성자-중성자 이론 … 108
핵 상호작용 … 112
중성자 충돌 … 119

∥제3부∥핵분열, 핵융합, 핵융합을 넘어 … 125
핵분열 … 127
새로운 요소들 … 127
핵분열의 발견 … 134
핵 연쇄반응 … 140
핵폭탄 … 148
원자로 … 156
핵융합 … 161
태양의 에너지 … 161
열핵폭탄 … 164
제어된 핵융합 … 168
핵융합을 넘어서 … 176
반물질 … 176
미지의 영역 … 182
부록 1: 아시모프 이후의 핵과 입자과학의 전개 … 186
부록 2: 핵에너지 이후의 에너지 … 187

1939년 이후 인류가 원자를 다루며 이룩한 일들만큼 환상적이거나 믿기 어려운 것은 없었다. 앞으로 무엇이 기다리고 있을지는 가늠조차 어렵다. 고갈되지 않는 에너지, 새로운 세계들 그리고 물리적 우주에 대한 끊임없이 확장되는 지식이 그 앞에 놓여 있을지도 모른다.

이른바 ‘원자설’은 1808년에 이르러서야 확고한 토대를 갖추게 되었다. 그해 영국의 화학자 존 돌턴은 원자에 대해 자세히 논의한 책을 출간했다. 그는 모든 원소가 각기 고유한 종류의 원자로 이루어져 있다고 주장했다. 한 원소의 원자는 다른 모든 원소의 원자와 다르며, 여러 원자들 사이의 가장 큰 차이는 질량, 즉 무게에 있다고 보았다.

에너지는 형태를 바꾸어 여러 번 전환될 수 있지만, 그 총량은 변하지 않는다. 에너지는 새로이 창조되거나 소멸되지 않는다. 이것이 바로 ‘에너지 보존 법칙’이다.