August 24,2019

핵탄두 소형화에 적합한 증폭핵분열탄

핵포탄, 핵지뢰 등의 전술핵무기도 위협

FacebookTwitter

한반도에 재래식 군사력의 긴장 감이 감돌고 있는 가운데 잠재적 핵위협의 공포가 다시 드리워지고 있다.

최근 북한은 동해상에 연이어 미사일을 발사한데 이어서 서해상에 다시 집중적인 해안포를 발사하는 등 재래식 군사력의 위협을 증강시켰다. 이렇게 한반도에 국제적 관심이 쏠리게 한 가운데 북한은 지난달 말 외무성 성명을 통해 4차 핵실험을 언급함으로써 핵무기에 의한 불안감을 또다시 조성하고 있는 것.

▲ 핵미사일 발사를 위해서는 핵 탄두의 소형화가 관건이다. ⓒ연합뉴스


지난 2006년 10월 9일 1차 핵실험을 강행힌 븍한은 이어 2009년 5월 15일에도 플로토늄탄으로, 지난해에는 농축 우라늄 탄을 이용한 지하핵실험을 강행해 국제적 여론몰이를 한 바 있다.

최근에는 장거리 로켓 기술을 이용한 대륙간탄도미사일(ICBM) 기술 확보가 알려지면서 북한 핵은 이제 단순한 위협 차원을 넘어서고 있다. 여기에다 지난달 말 북한 외무성은 핵실험 가능성을 제기하면서 ‘전혀 새로운 형태의 핵실험’을 언급, 우리 군을 비롯한 서방측 전문가들을 더욱 혼란스럽게 만들고 있다.

그동안 북한이 지향해온 고성능 핵탄두를 장착한 징거리 전략탄도미사일 이상의 위협적인 핵무기 개발의 가능성이 제기되고 있는 것. 전문가들은 “중·장거리 핵탄두 장착 탄도미사일의 관건은 핵탄두의 소형화”라고 말한다.

지난해 2월 주변국의 우려를 불식한 채, 북한은 3차 핵실험을 강행했고, 이때 핵실험의 폭발력은 6∼16KT에 달한 것으로 분석됐다. 우리 군 당국은 “‘증폭(增幅) 핵분열탄(boosted fission weapon)’ 실험 가능성이 있지만 폭발력이 그에 못 미친다”고 평가했으나 다시 그 가능성이 제기되고 있다. 증폭핵분열탄은 탄두 소형화에 적합하기 때문이다.

아울러 최근 미국신안보센터(CNAS)의 보고서에 언급된 북한의 전술핵무기 배치 가능성도 증폭핵분열탄 못지않게 북한 핵개발의 미스터리의 중심에 서있다.

수소폭탄의 전 단계 ‘증폭핵분열탄’

증폭핵분열탄은 핵탄두의 소형화에 적합하지만 개발이 쉽지 않은 것으로 알려져 있다. 그 이유는 바로 핵분열(Fission)과 핵융합(Fussion)의 기술이 모두 쓰이기 때문이다.

핵분열 반응은 무거운 원자핵이 중성자를 흡수하면 두 개로 쪼개지면서 방사선 방출이 뒤따르는 핵반응이다. 반면에 핵융합 반응은 두 개의 가벼운 원자핵이 결합해 새로운 원자핵이 만들어지면서 중성자와 막대한 에너지를 방출(주로 중수소+중수소, 중수소+삼중수소의 핵반응 : D+D→He+n+에너지)하는 핵반응으로 태양에너지의 원리를 이용한다.

핵융합은 중성자 1개 외에는 방사능이 없는 매우 청정한 핵반응이지만 핵융합으로 생성되는 에너지의 크기는 단위 질량당 방출 에너지가 핵분열의 약 4배가 되므로 원자탄보다 훨씬 강력하다. 따라서 수소폭탄 기술에는 핵융합 반응이 쓰이는데 기본적으로 핵분열보다 더욱 어려운 기술이 쓰인다.

전문가들은 “핵융합 반응이 일어나려면 1억도 이상의 고온에서 일정 시간 핵물질을 가두어 놓아야하는 기술적 어려움이 있다”고 설명한다.

이를 위해 핵융합을 이용하는 증폭핵분열탄은 핵분열 에너지를 이용한다. 먼저, 소량의 핵분열 반응을 일으켜 고온의 에너지를 발생시킨다. 이 에너지로 폭탄의 중심부에 내장된 중수소와 삼중수소의 핵융합을 일으키는 것. 여기서 다시 중성자가 발생하는데 이 중성자가 계속적으로 고온의 에너지를 발생시켜 핵융합을 일으킨다.

▲ 증폭핵분열탄은 핵탄두의 소형화에 적합한 기술이다. ⓒ연합뉴스


전문가들은 “원자폭탄에서 수소폭탄으로 이행하려면 반드시 이 증폭핵분열탄 과정을 거친 후에야 가능하고, 핵보유국인 미국과 구소련도 이 수순을 밟았다”고 말한다.

이 증폭핵분열탄은 핵무기 소형화에 가장 적합하지만 TNT 폭약 5만~10만t(50~100kt)가량의 강화형 핵무기로 1945년 히로시마와 나가사키에 떨어진 핵무기의 2.5~6배에 달한다.

소형핵탄두에 의한 전술핵무기 개발

북한은 핵탄두의 중량을 1톤이하로 만드는 소형화에 주력해왔다. 전문가들은 “핵탄두의 소형화는 핵물질의 양을 줄이면 가능하고 핵장치의 전체 무게와 부피를 줄이면서도 파괴력을 그대로 유지하는 기술”이라고 설명한다. 핵탄두를 소형화할수록 중·장거리 미사일에 탑재하기 용이해 핵공격 능력이 강화된다.

소형화된 핵탄두는 전술핵무기로도 사용되는데 대구경포의 포병탄두로 장착하는 것, 핵배낭 등의 휴대용 핵무기, SU-25 ,MIG 전투기 등에 실어서 투하하는 항공 핵폭탄, 핵어뢰, 핵기뢰 등이 있다.

핵지뢰는 일반 폭약 대신에 소형 핵탄두를 탑재한 지뢰로 원격조작으로 터뜨리는 방식이다. 유사시, 적의 대규모 기갑부대가 아군 방어선을 돌파할 경우, 폭파시켜서 도로에 엄청난 크기의 구멍을 만들어 전진 속도를 늦추거나 방사능 오염지대를 형성, 적의 접근을 차단하는 역할을 맡는다. 이외에도 댐, 터널, 교량 등 대규모 시설물을 파괴하는 데 사용된다.

지난해 7월 27일 북한의 ‘전승절’ 기념행사에서 선보여 ‘가짜다. 아니다’의 논란을 불러 일으킨 핵배낭도 위협적인 전술핵무기로 알려져 있다. 유사시에 또는 평시에도 적의 특공대원이나 테러범이 몸에 휴대하고, 아군의 후방에 침투, 군부대 지휘시설, 공군기지, 탄약고 등의 주요 시설 등을 폭파시킬 수 있기 때문이다. 비록 하나의 핵배낭의 중량이 30kg에 불과하지만 그 위력은 TNT 10T에서 1KT에 달한다. 

이외에도 바다에서 적 수상함정이나 잠수함을 공격하는 핵어뢰 및 핵기뢰도 소형 핵탄두를 장착한 전술핵무기로 개발되고 있고, 대구경포로 투발할 수 있는 핵포탄, 폭격기로 투하하는 항공 핵폭탄 등도 위협적인 전술핵무기라고 할 수 있다.

의견달기(0)

닫기