수소폭탄

[유토피아]

수소폭탄(水素爆彈, hydrogen bomb), 소위 수폭(水爆, H-bomb)이란 일반 핵폭탄을 이용해 수소 핵융합을 일으켜 폭발력을 증가시킨 핵폭탄을 말한다. 열핵폭탄(熱核爆彈, thermonuclear weapon) 또는 핵융합 폭탄(核融合爆彈)이라고도 한다.

수소 폭탄의 아버지인 에드워드 텔러는 1951년 텔러-울람 설계 디자인의 다단계 열핵폭탄을 개발하였다.

이는 1단계 핵폭발의 에너지를 2단계 핵폭발의 에너지로 증폭시키는 방식이다.[1]

현재 3단계 핵폭탄인 W88 핵탄두가 실전배치되어 있다. 이론상으로는 6단계 핵폭탄도 가능한데, TNT 기가톤급 폭발력을 낸다.

최초의 수폭실험은 1952년 미국의 습식이, 1953년 소련의 건식이 성공하였으며, 실제로 폭파가 이루어진 수소 폭탄 중 가장 강력한 것은 1961년 소련의 차르 봄바이다. TNT 5000만 킬로톤의 폭발력이었다.

                                                  1952년 미국의 첫 수소 폭탄 아이비 마이크 실험

원리

전형적인 반응식은 삼중수소와 중수소가 고온하에서 반응하여 헬륨의 원자핵이 융합되면서 중성자 1개가 튀어나오게 되는 것이다. 이들 수소는 액체 상태의 것을 사용하기 때문에 습식(濕式)이라 한다.

그런데 이것은 냉각장치 등으로 부피가 커서 실용에는 적합하지 않다.

따라서 리튬과 수소의 화합물(고체)을 사용하는 건식(乾式)이 개발되었다.

그 반응의 예를 들면 중수소화 리튬(6Li2H)이 고온하에서 중성자의 충격을 받으면 헬륨과 중수소와 삼중수소가 생성되고, 다시 중수소와 삼중수소가 융합하여 헬륨이 생겨나고, 중성자가 튀어나오게 되는 식이다.

수소 폭탄의 반응에는 임계량(臨界量)이 없으므로 이론적으로는 대형화·소형화가 가능하다.

종류

수소 폭탄에는 수소 폭탄·초우라늄 폭탄·순융합 폭탄 등이 있다.

수소 융합 반응에서는 분열 생성물과 같은 다량의 방사능이 발생되지 않으므로 수소 폭탄은 비교적 '깨끗한 수폭'이지만, 수소 폭탄의 주위를 우라늄-238로 싼 초우라늄 폭탄은 수폭의 융합반응에서 발생하는 고속 중성자에 의해 보통은 비분열성인 우라늄-238로 분열반응을 일으키게 함으로써 보다 큰 폭발력과 함께 다량의 방사능을 발생하는 '더러운 수폭'이며, 이 폭탄을 3F 폭탄이라 한다.

우라늄-238 대신에 코발트-60을 사용한 코발트 폭탄, 질소 화합물을 사용한 질소폭탄도 있다

초기의 수소폭탄

오늘날의 수소폭탄은 W80 핵탄두의 형태가 일반적이고, 최신형은 W88 핵탄두의 모양이다.

증폭형 핵분열탄과 내폭형 핵분열탄만 축구공 모양이다.

그러나, 축구공 모양인 초기의 몇몇 수소폭탄 디자인도 존재했다.

러시아 Alarm Clock 수소폭탄, 400 kt인 러시아 RDS-6 열핵탄두(en:Joe 4), 영국 Green Bamboo, Green Grass 수소폭탄(500 kt)은 축구공 모양의 수소폭탄이었다.

수소탄 기술보유국

현재까지 공식적으로 수소폭탄의 폭발규모시험에 성공한 나라는 미국,러시아,영국,프랑스,중국,북한의 6개국으로 알려져있으며, 수소탄의 폭발규모는 리히터 규모 6.1이상에서 폭발력은 1Mt이상을 기준으로 평가하는것으로 알려져있다.