북한 핵융합 무기 실험 수소폭탄 위력, 수소폭탄 원리 수소탄 방사능, 전 세계 수소폭탄보유국. 코발트탄, 증폭핵분열탄 vs 핵폭탄 vs 중성자탄 수폭 동영상

 2016.03.01 16:372016년 1월6일 오전에 북한서 규모 5.1 지진의 북한지진이 북한의 수소폭탄 핵실험에 의한 것으로 발표되었다.

북한 수소폭탄 실험 직후 정보당국은 북한 핵실험 징후가 없었다고 밝혔지만, 이미 1월3일 국군 화생방방호사령부가 발간한 기술문서에서 북한 풍계리 핵실험장의 새 갱도와 삼중수소 추출 징후 등이 포착되어서 북한의 다음 번 핵실험이 핵융합 무기의 실험이 될 것이라고 보고한 바 있다.

또한 화생방방호사령부의 기술문서에서는 북한의 핵융합 무기는 완전한 수소폭탄의 기술은 안될 것이며, 증폭핵분열탄일 가능성이 높다고 점쳤다.

실제로 1월6일 감지된 지진의 규모로 볼 때 수소폭탄의 위력으로 보기에는 규모가 작아서 증폭핵분열탄 수준의 위력으로 보고 있는 견해가 많다.

핵폭탄의 원리

핵폭탄은 핵분열 반응에 기초한 폭탄이다.

원자력 발전은 우라늄 등 방사성 원소의 핵분열을 천천히 반응 시켜서 에너지를 안정적이고 지속적으로 뽑아 쓴다면, 

핵폭탄은 방사성원소를 급격히 반응 시켜서 폭발력을 극대화 시키는 장치이다.

핵분열이란 원자 핵이 붕괴하는 것으로 원자가 양성자와 중성자로 이루어져 있는데, 너무 많이 뭉쳐있으면 쪼개지려는 성질을 가지고 있다.

우라늄이나 플로토늄 같은 원소들이 대표적이다.

수소폭탄과 핵폭탄 차이. 수소폭탄 구조

이들 원소를 급격히 반응 시키려면 뭉쳐있는 질량이 중요한데, 일정질량 이상이 되면, 핵분열이 일어나게 된다.

이 일정질량을 임계질량이라고 한다.

원자폭탄이라고 불리는 핵폭탄의 원리는 평소에는 이 방사능 물질을 임계질량 이하로 쪼개놓고 있다가 폭발시킬 때, 

순간적으로 임계질량으로 합치는 것이 핵폭탄의 원리이자 기술이다.

수소 폭탄이란? 수소폭탄 원리

반면에 수소폭탄의 원리는 정반대 개념이다.

수소폭탄이라는 이름에서 알 수 있듯이 수소폭탄 원리의 핵심 재료는 수소다.

일반적인 수소1H는 양성자 하나로 이루어져 있다. 자연계의 수소중 99.9885%에 해당한다.

이에 반해, 동위원소로 수소원자핵이 양성자 1개, 중성자 1개로 이루어진 중수소도 존재한다. 0.0115% 존재한다.

중수소(²H)까지는 방사성도 띄지 않고 독성도 크지 않다.

이 중수소가 많이 포함된 물을 중수라고 해서 원자로의 용매로 많이 사용한다.

삼중수소(³H)는 원자핵이 양성자 하나와 중성자 2개로 쓰리썸을 하고 있는 원소다.

위험하게 방사성을 띄고 있고 자연적으로는 극미량 존재한다.

주로 핵융합 무기에는 이 쓰리썸 중인 삼중수소를 사용한다.

액체상태의 삼중수소가 핵융합할 때 나오는 반응을 이용하는 수소폭탄이 습식수소폭탄이 된다.

습식 수소폭탄은 냉각장치가 커져서 소형화하기 힘들기 때문에 고체인 리튬-6 동위원소를 이용한 중수소화 리튬(⁶Li²H)을 이용한 건식 수소폭탄을 이용하기도 한다.

습식이건 건식이건, 수소를 핵융합하기 위해서는 고열, 고온상태가 필요한데, 그런 환경을 만들기 위해서 기폭장치로 핵폭탄을 이용한다.

수소의 핵융합 자체에서는 방사능이 비교적 적게 발생하지만(발생하긴 한다 분명히 제법 많이) 바로 이 핵폭탄이 기폭제로 폭발할 때 수소탄에서 방사능이 발생하게 된다.

이 정도의 수소탄 원리만으로도 수소탄의 위력에 비해서는 방사능이 적은 비교적 깨끗한 폭탄이지만 냉전시대에 수폭 개발국가들은 상대국을 완전히 없애기 위해 방사능을 더 많이 생성하기 위한 방법으로, 수폭 주위를 우라늄 238로 용기를 만들어 감쌌다.

우라늄-238은 비방사성 물질이지만, 수소폭탄 폭발시 발생하는 고속 중성자가 우라늄 238의 핵분열 반응을 유도하여 대량의 방사능을 만들어 내는 "더러운 수소탄"으로 이용된다.

우라늄-238 대신에 코발트-60을 이용해서 용기를 만든 코발트탄 (코발트 폭탄)은 폭발 후에도 지속적으로 감마선을 방출해서 전세계적인 재앙을 불러 올 수 있는 위력으로 평가되고 있다.

마찬가지로 질소화합물로 케이스를 만든 질소폭탄도 있는데, 중성자가 질소에 반응해서 베타방사능을 지닌 탄소14(중탄소)를 생성하고 대기를 타고 넓은 지역에 퍼져 강력한 방사능 오염을 일으키는 질소폭탄도 있다.

이 질소 폭탄의 중탄소 방사능의 반감기는 5100년내기 5568년에 이른다.

영원히 지구를 잠재울 수 있는 무기인 셈이다.

반면에 순수하게 핵융합 반응만을 이용한 순융합폭탄의 개념도 있다.

하지만 아직 연구만 하고 있을 뿐 실제로 만들어지진 않았다.

중성자탄 vs 원자폭탄 vs 수소폭탄

원자폭탄이 핵폭탄의 가장 기초폭탄이라면, 수소폭탄은 폭발 위력에 집중하는 개념의 폭탄이라고 할 수 있다. 

즉, 수소폭탄의 파괴력은 원자폭탄의 수배에서 수백배인 것이다.

반면에 중성자탄 원리는 폭발위력은 감소시킨 채 오로지 중성자 발생에만 집중한 폭탄이다.

핵폭발 위력은 최소화하고 중성자의 생성에 집중한다.

중성자탄도 핵융합을 원리로 하는 폭탄이다.

하지만 핵폭탄을 기폭장치로 쓰지 않고, 플루토늄이나 기타 화학약품을 이용해서 핵융합 반응에 필요한 고온을 발생시키는 원리를 이용한다.

중서자 폭탄이 터지면, 비교적 좁은 범위의 건물을 초토화 시키지만, 그 범위 밖의 건물에는 전혀 파괴 효과 없이 생명체만 중성자를 조사하여 살상하는 효과를 보인다.

수소폭탄 보유국

전세계에 핵폭탄 보유국은 8개국 정도로 인식되고 있다.

전세계 핵폭탄 보유국가와 핵무기 보유 숫자.

반면에 수소폭탄 보유국은 핵폭탄 보유국가로 공식적으로 인정받고 있는 미국,러시아,중국, 프랑스, 영국의 un 상임이사국 뿐이었다.

이번에 북한이 단순 증폭핵분열탄이 아닌 수소폭탄 실험에 성공한 것이라면 제6의 수소폭탄 보유국가가 될 가능성이 높다.

마지막으로 러시아 (구 소련)의 수소폭탄 동영상으로 수소탄의 위력을 실감해보자.

https://www.youtube.com/watch?v=FbUjYU9rs6k&feature=youtu.be

역사상 가장 악명 높은 실제 실험된 구 소련의 수소폭탄 차르봄바 (짜르봄바)의 동영상이다.

https://www.youtube.com/watch?v=TT0d9QJCVDk&feature=youtu.be

미국의 비키니 섬 수폭 실험 동영상이다.