인류역사상 가장 강력한 무기, 수소폭탄 차르봄바에 대하여

오늘은 수소폭탄인 차르봄바에 대해서 알아보자.

1. 수소폭탄

본래의 이름은 열핵폭탄 (Thermonuclear Bomb) 이다.

히로시마와 나가사키에 떨어진 원자폭탄이 60kg짜리 우라늄 235 덩어리 2개를 부딪혀 발생한 핵분열 에너지가 바탕이었던 것에 반해

열핵폭탄은 중수소와 같은 가벼운 원자 핵융합 발생 시의 질량에너지를 기반으로 한 것으로, 태양이 365일 불타고 있는 원리에서 착안한 것이다.

(이 원리는 그냥 일반적으로 추측하는 것으로, 실상 기폭제와 발사체를 제외한 모든 것은 각 정부의 일급기밀이다.)

(여담으로 2016년 영국 한 학교의 교실에 있던 돌이 우라늄으로 밝혀져 학생들이 대피하는 소동도 있었다. 교사는 시계 발광물질에 소량 포함된 라듐을 교보재로 사용하려고 했으나 방사능 측정기기가 기존의 100배이상을 가리켜 알아챘다고 한다.)

그래서 이름도 수소폭탄으로 많이 알려져 왔고, 많이들 오해하는 것이 수소의 연소반응을 에너지로 사용하는 것은 아니다.

때문에 수소자동차가 사고난다고 해서 인류를 멸망시키는 사태로 벌어지지는 않는다.

(수소의 연소는 수소폭탄의 원리에 비교하면 새발의 피, 편의를 위해 앞으로 수소폭탄 Hydrogen Bomb, 이라 하겠다.)

우리가 아는 아인슈타인의 질량에너지 등가 E=mc^2 이 관련이 있는 이유는 핵분열과, 융합 시 발생하는 질량손실에너지를 화력으로 이용했기 때문이다. (대충 C는 빛의 속도를 나타내고, 이는 적은 질량으로도 엄청난 에너지를 방출한다는 말이다.)

수소폭탄에 이용된 핵융합 현상은 일반적으로는 잘 나타나지 않고, 태양과 같은 초고온, 초고압 상태에서 발생하기 때문에, 

이를 유도하기 위해 기폭제를 기존의 핵분열폭탄을 사용한다.

(히로시마 원폭 이후 모습, 이런 놈을 기폭제로 사용한다니 수소폭탄의 위력을 알 만 하다.)

시간이 흘러 기존의 원자폭탄은 퇴출되게 되는데, 이는 수소폭탄이 같은 탄두 무게 대비 원자폭탄보다 훨씬 강력했기 때문이다.

(탄두의 무게는 ICBM이나 폭격기에 제한을 두게 되고, 당연히 탄두무게 대비 위력으로 따라가게 되기 마련이다.)

핵융합은 핵분열과 달리 결과물로 수명이 긴 방사성 동위원소가 나오지 않아 통념상 방사능 낙진이 없는 깨끗한 폭탄으로 알려져 있지만, 그렇지만은 않다. 다만 같은 위력으로 봤을 때 원자폭탄보다는 확실히 낙진이 적은 것은 맞다.

(일본 후쿠시마 원전의 낙진(fallout), 우리가 알다시피 낙진은 인체 내부에 침투하게 되면 DNA변형을 일으켜 유전병을 발생시킨다.)

냉전시기, 1951년 5월 9일 미국에서 수소폭탄의 기본 개념을 테스트했고, 이듬해 11월 1일 아이비 마이크라는 코드명의 수소폭탄 테스트가 성공했다. 1954년엔 캐슬 브라보 라고 명명된 15메가톤의 폭발력을 낸 미국 역사상 가장 강력한 핵폭탄이 등장한다.

반면 소련은 1953년 처음으로 수소폭탄 제작을 진행했고, 미국의 아이비 마이크 실험에 자극을 받아 1961년, 

인류 역사상 가장 공포스러운 무기 차르 봄바의 테스트에 성공한다.

(이외에도 영국(1957년), 중국(1967년), 프랑스(1968년)에 수소폭탄 테스트에 성공했고, 인도는 98년 5월 11일의 핵실험을 56킬로톤의 수소폭탄으로 추정하고 있다. 북한의 6차 핵실험 또한 수소폭탄으로 추정된다.)

2. 차르 봄바 (TSAR BOMBA)

(차르 봄바 프로토타입)

현재 테스트로 공개된 수소폭탄 중 가장 강력했던 것은 소련의 차르 봄바이다.

Project 7000, RDS-202, RDS-220, Izdeliye, AN602 등 많은 이름들이 있고, 코드명은 개발자 이름을 딴 Ivan, 차르 봄바의 뜻은 말 그대로

'황제폭탄'. 다른 이름으로는 모든 폭탄의 어머니 라는 의미의 MOAB(Mother of All Bombs)가 있다.

소련 서기장 니키타 흐루쇼프의 명령으로 16주의 제한 시간 안에 제작해야 했으며, (까라면 까던 소련) 빡빡한 일정 덕에 서둘러 설계했고

수많은 계산들이 생략되었으며, 설계와 폭탄의 조립이 동시에 이루어졌다.

무게는 27톤, 길이는 8미터, 지름이 2미터. 지금까지 실기폭 테스트 폭탄 중 가장 크기가 컸다. 

(참고로 리틀보이는 4.4톤, 길이 3미터, 지름 70cm이다.)

위력은 TNT 50 메가톤 (50 x 4.184 x 10¹⁵ J의 에너지) 으로 리틀보이 (TNT 15 킬로톤) 수천개를 던지는 것과 맞먹는다.

위력이 수치만으로 감이 잘 안오니 TNT 500톤의 위력을 보자

(현재 모습에 10만배 위력이라는 얘기다.)

본래 설계는 100메가톤급이었으나, 테스트의 안전을 위해 절반으로 감축하였고,

안드레이 두르놉체프라는 소령이 Tu-95V 폭격기를 동원해서 시험장소인 노바야제믈라까지 날아갔다.

이 수송기에는 항공 샘플과 필름촬영기를 탑재한 Tu-16관측기가 동행했고, 두 기체 모두 이륙 전에 복사열을 한계점까지 반사하는 도료를 떡칠하여 무장하였다.

그럼에도 폭발지점 이탈이 늦을것을 염려한 것 + 공중에서 터져야 위력이 더 강한 것 을 이유로

무려 800kg이나 달하는 미친낙하산을 부착해 투하 이후 수송기가 반경 45km 밖까지 회피할 시간을 벌어주었다.

(차르봄바가 투하된 노바야제믈라 위치)

실로 그 위력은 엄청났다. 냉전중인 미국에게 과시할 의도가 강했지만 정작 테스트하는 소련 또한 적잖이 놀랐다고 한다.

폭발 시 발생한 화구의 크기만 지름이 8km였고, 반경 약 100km 지점에는 3도화상 이상을 입을 복사열이 발생했으며

발생한 버섯구름의 높이만 64km, 폭은 30~40km였다.

이는 에베레스트(8,848m)의 약 7배 높이이다.

폭발에 의한 지진파는 지구를 세바퀴나 돌았고, 200km 밖에서도 폭발 당시 눈이 부실정도로 밝았다고 한다.

사실여부는 모르겠으나, 1000km 떨어진 핀란드의 건물 유리가 깨졌다는 후문도 있다.

하지만 50메가톤급은 ICBM의 사거리제한 및 중량을 가뿐히 넘어선 상태였고, 소련은 이후 초거대중량 운반용 슈퍼 ICBM 개발에 나서

1962년 12월 24일 50메가톤급 탄두운반용 ICBM 개발에 성공했다고 선전했으나, 진위여부는 확실하지 않다. 

(하지만 당시 소련은 이 ICBM으로 24.2메가톤급 탄두 폭발 테스트에는 성공한다.)

차르 봄바의 제작사 Rosatom의 창립 75주년을 맞아 다큐멘터리 형식으로 차르봄바의 제작과 테스트에 대해 유튜브에 공개하였다.

3. 차르봄바가 서울에 떨어졌을 때

북한의 핵무장으로 국내가 떠들썩했던 것이 한두번이 아니었기에, 서울에 차르봄바 급 수소폭탄이 떨어졌을 경우를 시뮬레이팅 해보았다.

(https://nuclearsecrecy.com/nukemap/, 현재 공개된 핵무기를 세계 여러곳에 떨어뜨려 영향 범위를 볼 수 있음.)

서울시청 앞에 차르봄바가 떨어졌다. 붉은 원 안은 모두 깔끔하게 삭제된다.

서쪽으로 구로, 광명, 북으로 고양,의정부, 동으로 구리,하남, 남으로 과천, 안양 등지까지 모두 건물이 자빠지고 부서지고

개박살이 나고 폭발 광경을 본 주민들은 죽거나 실명이 되거나 화상을 입거나 건물이 무너져 불구가 된다. (회색 범위)

거기에 이어 연천군, 개성, 인천, 오산, 화성, 수원, 이천, 포천 할거없이 수도권과 그 위성도시들 안의 대부분의 사람들은 3도이상의 화상을 입는다. (황색 범위)

목조건물과 산악의 나무들은 대부분 불타거나 훼손되고, 굳이 목조건물이 아니어도 지진과 파동으로 인한 피해를 받는다.

이외에도 한반도 전역과 일본 규슈, 중국의 만주와 연해주, 산둥반도 등도 거리에 따라 피해를 받으며

좀더 과장해 핀란드의 후담을 들었을 때, 중국의 상하이 베이징동부, 일본의 나고야까지 건물 유리가 박살날 수 있다.

대충 대한민국의 피해는 낮게 잡아도 천만명 수준이 될 것. (사망,부상,낙진피해 등)

북한의 핵무장을 우리가 전면적으로 나서서 막아야 하는 이유다.

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*출처

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