‘수소차=수소 폭탄(?)’, 주행 중 갑자기 폭발한다면..사실은?

차세대 친환경차로 각광받고 있는 수소차에 대한 관심이 높아지고 있는 가운데, 수소차의 안전성에 대해 관심이 모아진다.

2수소차는 액화수소 자체를 연료로 삼는 수소연료자동차와 액화수소를 이용해 얻는 전기에너지로 동력을 발생시키는 수소연료전지차로 나뉜다.

수소연료자동차의 대표적인 사례는 BMW다. BMW는 수소를 연료로 하는 ‘하이드로젠 7’을 공개한 바 있는데, 해당 기술은 수소가스를 실린더에 직접 주입해 실린더에서 연소시키는 원리로 작동한다.

현대자동차와 토요타가 공개한 수소 연료전지의 개념은 이와는 다르다. FCEV라고 불리는 수소연료전지차는 액화수소를 공기중의 산소와 반응시켜 발생되는 전기를 동력으로 삼는다.

그러나 액화수소 충전 인프라 부족, 수소 저장능력 등은 수소차가 직면한 과제로 평가된다. 이와 함께 수소차 폭발 가능성에 대한 불안 심리는 높은 편인데, 일각에서는 수소차가 폭발할 경우 수소폭탄 수준의 높은 폭발력을 발생 시키는게 아니냐는 주장이다.

그러나 수소차를 생산하고 있는 현대차와 토요타는 전혀 문제될 것이 없다는 입장이다. 수소차의 작동 원리는 수소탄의 폭발 원리와 기술적으로 전혀 다르기 때문이다.

■ 제조사, “수소차, 폭발 시키는게 더 어렵다”

토요타는 수소연료의 안전성에 문제가 없음은 물론, 만약의 상황을 대비한 관련 장치들을 충분히 갖췄다는 설명이다.

토요타가 만든 수소연료전지차 ‘미라이’는 700기압 수준의 수소를 보관할 수 있는 연료탱크를 지녔는데, 연료탱크의 구조는 여러 겹으로 설계해 만약의 상황을 대비했다는 설명이다.

나카이 히사시 토요타 기술홍보부장은 지난 해 국내 언론과 가진 자리에서 “수소는 오히려 폭발시키기 어려운 물질”이라며 “수소는 공기보다 가볍고 확산성이 높기 때문”이라고 밝혔다.

국가별 안전 규제도 충족 시켰다는게 히사시 부장의 설명이다. 미국의 경우 수소탱크를 총으로 쐈을 때의 상황 및 80km/h 속도의 후방충돌 테스트를 시험하는데, 토요타 미라이는 충돌 및 파괴가 이뤄져도 폭발은 일어나지 않게 설계가 됐다는 것이다.

그는 이와 함께 “수소차가 가솔린 차량의 화재에 휘말리더라도 수소를 보관하는 탱크는 안전하다”며 “화재 발생 시 특정 부분이 녹도록 설계됐으며 이를 통해 수소가 공기중으로 모두 배출된다”고 밝혔다.

현대차도 이와 동일한 입장을 전했다. 현대차 관계자는 “현대차는 세계 최초로 수소차 양산 체계를 확립한 회사”라며 “의구심이 높은 수소 탱크는 다중 설계를 통해 누출을 방지하는 한편 충분한 검증을 거쳤다”고 밝혔다.

■ 수소탄, 어떤 원리로 폭발하나...

수소탄은 수소 핵융합 반응을 이용한 핵무기로, 설계에 따라 일반 원자폭탄 대비 높은 폭발력을 지닌 인류가 발명한 가장 위험한 무기로 평가된다.

일각에서는 수소탄이 핵탄두와 압축된 수소를 내장시키는 단순한 기술로 오해 받기도 하지만, 수소탄 제조 기술은 세계적으로 5개 국가만이 기술을 보유했을 정도로 고도화된 기술력을 요한다는 게 무기체계 전문가들의 설명이다.

수소탄은 원자핵이 압축된 중(重)수소와 융합되는 원리로 작동된다. 이는 원자핵이 분열할 때 발생하는 에너지를 기반으로 하는 원자폭탄과 원자력 발전 방식과는 다른 방식이다.

수소탄은 두 단계의 폭발 과정을 거친다. 수소탄 내부에 위치한 우라늄 폭탄이 폭발하며 내부의 압력이 상승하면, 중수소가 내장된 탱크에 압력이 가해지며 핵융합 반응을 일으키는데, 이때 발생하는 핵융합 에너지가 방출되는 것이 수소탄의 작동 원리다.

중수소가 핵물질과 융합되면 이 물질이 헬륨으로 바뀌며 폭발적인 에너지가 발생하는데, 수소탄의 핵융합 반응은 태양에너지 발생 원리와 동일하다는 게 전문가들의 설명이다.

한편, 업계의 한 전문가는 “수소탄에 내장되는 중수소 탱크의 압력과 수소차의 저장 탱크를 비교하는 건 새발의 피 수준”이라며 “작동 원리도 전혀 다르거니와 수소차가 그런 형태로 폭발할 가능성은 거의 없다고 봐도 무방하다”고 밝혔다.