원자탄보다 복잡하지만
위력 원자탄의 최고 수백배
수소폭탄은 핵분열 반응만 이용하는 원자폭탄과 달리 핵분열과 핵융합을 한 번에 이용하는 핵무기다. 만들기가 어렵지만 위력이 원폭의 수백배에 달하기 때문에 전략적 가치가 훨씬 크다.
원자탄은 우라늄이나 플루토늄을 응축시켜 핵분열을 일으킨다. 우라늄ㆍ플루토늄 내 핵이 연쇄적으로 쪼개지면서 생기는 엄청난 에너지를 이용해 수천~수만도의 고온과 충격파를 만드는 것이다. 반면 수소탄은 원자탄보다 원리가 복잡하다. 기폭장치로 원자탄이 들어간다. 원자탄이 터지면서 폭탄 내 중수소ㆍ삼중수소가 핵융합 반응을 일으킨다. 원폭이 폭발할 때 만들어진 고온(1억도)의 환경에서 다시 핵융합 반응이 일어나고 이때 폭발력이 한층 커지는 것이다. 핵융합 반응은 에너지가 매우 큰 고속 중성자를 만들고 이어 고속 중성자는 폭탄에 들어간 우라늄238의 핵분열을 촉발시키면서 파괴력을 키운다. ‘핵분열→핵융합→핵분열’ 연쇄 반응이 일어나는 것이다.
수소탄은 원자탄보다 원리가 복잡한 만큼 만들기가 힘들다. 핵분열 에너지를 짧은 시간에 핵융합으로 연결하는 고도의 핵물리 기술이 필요하다. 이 때문에 수소탄을 무기화한 나라는 유엔 안전보장이사회 상임이사국인 미국과 러시아, 영국, 프랑스, 중국 등 5개국뿐이다.
핵융합 반응이 고온에서 일어나기 때문에 수소폭탄은 열핵 무기로도 불린다. 3일 6차 핵실험 관련 성명에서 북한 핵무기연구소가 이번에 실험한 핵무기를 ‘2단 열핵 무기’라고 부르고 ‘분열 기폭 및 고온 핵융합 점화’라는 표현을 쓴 건 수소폭탄의 기술적 특성을 반영한 것으로 짐작된다.
수소폭탄의 최대 장점은 작고 가볍게 만들 수 있다는 것이다. 소형화와 경량화에 성공하면 미사일에 실어 멀리 보낼 수 있기 때문에 무기화하기 수월하다. 핵분열이 연쇄적으로 일어나게 만드는 최소한의 양(임계질량)이 존재해 경량화에 한계가 있는 원자탄과 달리 수소폭탄이 핵융합을 일으킬 때는 임계질량이 없다. 김동엽 경남대 극동문제연구소 교수는 “사용 자체가 인류 공멸을 의미할 정도로 수소폭탄의 위력이 워낙 강하기 때문에 실험만 이뤄졌을 뿐 실제 무기화한 핵무기는 증폭핵분열탄(중수소 등을 활용해 원자탄의 폭발력을 증폭시킨 폭탄) 정도”라고 말했다.
권경성 기자 ficciones@hankookilbo.com
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