중성자탄 위력과 코발트탄, 수소폭탄 등의 핵폭탄 원리와 차이

중성자탄 위력과 코발트탄, 수소폭탄 등의 핵폭탄 원리와 차이

북한 핵실험의 규모가 작은 것에 대하여, 북한이 중성자탄을 실험하는 것이라는 추측이 있습니다. 중성자탄의 위력은 건물과 무기는 그대로 놔두고 사람 등의 생물만 골라서 살상하는 것으로 알려져 있습니다. 이와 더불어 코발트탄의 공포도 더해지는데, 이와 함께 여러 종류의 핵폭탄의 원리를 알아봅니다.

중성자탄 위력과 코발트탄 위력

흔히 핵폭탄을 말하면 원자폭탄과 수소폭탄이 떠오릅니다. 원자폭탄의 위력은 히로시마 원폭 때 시민 34만 명 중 14만 명이 사망할 정도였고, 수소폭탄의 위력은 적어도 원자폭탄의 수십 배 이상입니다. 

그런데 중성자 폭탄은 폭발과 열폭풍이 다른 핵폭탄보다 약합니다. 고열로 물체를 녹여버리지는 않지만, 대신 방사선을 극대화시킵니다. 중성자탄의 위력은 건물이나 무기를 전혀 손상시키지 않고 생물만 골라서 죽일 수 있다는 것에서 차이가 납니다.

(사진: 생물을 뚫고 지나가며 죽음을 몰고 지나가는 중성자탄의 위력은 화학적으로 원자핵을 이용한 핵폭탄인 것이다. [중성자탄 위력과 코발트탄, 수소폭탄 등의 핵폭탄 원리와 차이] / ⓒ Pete Linforth, Gerd Altmann)

중성자폭탄은 방사선 방출을 목적으로 만들어졌기 때문에 폭발력이 작습니다. 하지만 문제는 그 다음입니다. 엄청난 중성자가 튀어 나와서 도시를 휩쓸고 지나가게 됩니다. 

중성자탄의 위력은 이제부터입니다. 고속의 중성자들은 방사선이 되어 건물과 방어벽 등을 뚫고 지나갑니다. 인체에 닿으면 내장 깊숙이까지 들어가서 모든 분자를 헤집어 놓습니다. DNA가 엉망진창이 되고 단백질들은 변이를 일으킵니다. 적국의 사람은 다 죽어버리게 되고, 도시와 무기를 그대로 가져다가 쓸 수 있게 되는 것입니다. 

(사진: 생명만 죽인고 건물과 무기는 가진다는 아이디어지만, 인간은 엄청난 고통 속에 사망하게 된다. [중성자탄 위력과 코발트탄, 수소폭탄 등의 핵폭탄 원리와 차이] / ⓒ Martin Redlin, David Mark)

코발트탄의 위력은 중성자탄의 위력과 비교했을 때 더러운 폭탄이라고 불립니다. 중성자탄은 방사선이 지나가게 하는 원리이지만, 코발트탄은 방사능을 가진 방사성 물질로 온통 뒤덮어서 생물들이 서서히 죽어가게 만듭니다. 폭발규모가 중성자 폭탄처럼 작지만, 방사능의 오염은 원자폭탄처럼 심각한 것이 코발트 폭탄입니다. 

사방으로 흩어져서 장기간 존재하는 방사능에 노출되면, 암과 각종 병에 걸리며 죽어가고 돌연변이가 속출하게 됩니다. 오염된 지역은 영화에 나오는 인류멸망의 날처럼 황폐화된 곳이 되고 맙니다. 

(사진: 중성자탄은 일시적인 폭탄이지만, 코발트탄은 영원히 저주를 내리는 핵방사능 폭탄이다. [중성자탄 위력과 코발트탄, 수소폭탄 등의 핵폭탄 원리와 차이] / ⓒ Unsplash)

중성자탄, 코발트탄 등의 핵폭탄 원리

원자폭탄과 수소폭탄은 원자를 핵분열 시키거나 핵융합 시켜서 살상을 하지만, 중성자탄은 원자의 일부분인 원자핵 중에서도 또 일부분인 중성자를 이용합니다. 

원자는 물질을 이루는 가장 작은 단위입니다. 그런데 수소의 경우 원자 크기의 145000 분의 1밖에 되지 않는 것이 원자핵입니다. 중성자는 그 원자핵의 더 작은 일부분이니 정말이지 놀라울 정도로 작습니다. 수소핵이 융합할 때는 대량의 중성자가 발생하는데, 이 중성자는 각종 방사선이 되어 건물을 투과해서 내부에 숨은 적도 살상하는 중성자탄의 위력이 됩니다. 

(사진: 원자보다도 더 작은 중성자를 중성자탄으로 이용하면 방어할 틈조차 없게 된다. [중성자탄 위력과 코발트탄, 수소폭탄 등의 핵폭탄 원리와 차이] / ⓒ Zynah Lauron)

중성자폭탄은 수소폭탄에서 파생한 것이라고 볼 수도 있습니다. 수소폭탄은 폭발을 위해서 원자폭탄을 함께 터트립니다. 그러나 중성자탄은 방사능의 양을 줄이기 위해서 일반폭탄을 사용합니다. 방사능을 줄이는 대신 중성자를 대량 발생시켜서 방사선을 투과시키는 것이 중성자탄의 원리입니다. 결국 수소폭탄을 개량한 것이지만 중성자탄의 위력은 눈에 보이지 않는 살상능력이라고 할 수 있겠습니다. 

단, 그래도 핵폭탄이다 보니, 폭발이 일어나는 지점은 역시 열폭풍이 일어나고 방사능도 생깁니다. 즉, 이것을 최소화하고 방사선으로 전환시키는 것이 기술입니다. 그러면 폭발 지점으로부터 먼 거리의 건물과 무기는 파괴되지 않고 인명만 죽게 됩니다.

(사진: 중성자탄도 작은 폭발과 열폭풍이 있지만 사방으로 뻗어 나가는 중성자 방사선이 더 무서운 것이다. [중성자탄 위력과 코발트탄, 수소폭탄 등의 핵폭탄 원리와 차이] / ⓒ Gerd Altmann)

중성자탄 위력의 원리는 수소폭탄의 원리를 이용하는 것이라고 했는데, 코발트탄 위력의 원리도 비슷하며 역시 중성자가 발생합니다. 단, 코발트 폭탄의 목적은 중성자 폭탄과 다르게 방사선이 아니라 방사능 발생의 위력에 있습니다. 폭발이 일어나면 코발트-60이라는 물질이 사방에 퍼지고, 이것이 니켈-60으로 바뀌면서 계속 방사능을 방출하도록 하는 것입니다. 

폭발로 살상하고 나서 피폭으로 다시 살상하고, 그 이후에도 방사능 오염으로 또 사망자를 발생시킵니다. 원자폭탄이나 수소폭탄보다는 폭발력이 작지만, 폭발 규모에 비하면 방사능 양이 엄청난 것이 특징입니다. 구.소련의 체르노빌이나 일본의 후쿠시마의 피폭지역을 인위적으로 만들어 내는 최악의 폭탄입니다. 

(사진: 지구를 죽음의 땅으로 만들고 인류와 생명에게 방사능으로 다시 죽이는 것이 코발트탄이다. [중성자탄 위력과 코발트탄, 수소폭탄 등의 핵폭탄 원리와 차이] / ⓒ Alzenir Ferreira de Souza)

원자폭탄, 수소폭탄 등 다른 핵폭탄과의 차이

모든 폭탄의 구조가 동일하지는 않지만, 원자폭탄은 우라늄이나 플루토늄을 사용하고, 수소폭탄은 리튬중수소를 사용합니다. 중성자탄도 수소폭탄처럼 리튬중수소를 사용하지만, 코발트탄은 그 겉을 코발트로 감싼 폭탄입니다. 원자폭탄은 원자핵을 깨는 원리의 폭탄입니다. 

그런데 자연의 모든 원자핵이 잘 깨지는 것은 아니라서 그 중 분열이 잘되는 우라늄과 플루토늄을 사용합니다. 수소폭탄은 원자핵을 융합, 합성시키는 원리인데, 역시 가장 손쉬운 수소를 사용합니다. 중성자탄과 코발트탄도 역시 핵폭탄의 원리이지만, 변형해서 특화시킨 것으로 보면 되겠습니다. 

(사진: 매우 설명이 잘 되어 있는 도표가 있어서 소개한다. 이 그림은 과학전문 기자의 기사에 설명되었었다. [중성자탄 위력과 코발트탄, 수소폭탄 등의 핵폭탄 원리와 차이] / ⓒ joins.com 박방주)

그리고, 폭탄을 터트리는 방법도 달라집니다. 원자폭탄은 일반 화약으로 우라늄을 폭발시키고 수소폭탄은 원자폭탄으로 리튬중수소를 폭발시키며, 중성자탄은 일반폭탄을 사용합니다. 결과적으로 원자폭탄의 위력은 방사능과 열폭발이 일어나지만 수소폭탄은 방사능이 적고 열폭발이 일어나며, 중성자탄의 위력은 열폭발이 적고 방사선이 증가되지만, 코발트탄은 오히려 방사능이 극대화됩니다. 

방사선과 방사능은 다른 것입니다. 방사선은 퍼져나가는 입자나 빛을 의미하고, 방사능은 그런 능력 또는 물질을 얘기합니다. 즉 전구가 방사능이라면, 전구 빛은 방사선인 것입니다. 방사선은 그냥 지나가지만, 방사능 물질은 체내에 쌓입니다. 

(사진: 북한은 이러한 이동식 핵탄두 발사대를 다량 보유한 것으로 알려져 있다. [중성자탄 위력과 코발트탄, 수소폭탄 등의 핵폭탄 원리와 차이] / ⓒ Владислав Фальшивомонетчик)

원자폭탄의 경우 우라늄은 소량에서는 안 터지지만, 10kg이상 되면 자연폭발하기 때문에 떨어트려 놔야 합니다. 그래서 원자폭탄은 우라늄을 분리해서 따로 넣고, 폭발을 촉발시키는 일반폭약도 따로 넣습니다. 일반화약이 터지면서 나눠놓은 우라늄이 만나게 되고, 더 큰 폭발이 일어나는 것이 원자폭탄의 원리입니다. 

수소폭탄은 수소가 매우 높은 온도에서 융합이 가능하므로 할 수 없이 작은 원자폭탄을 폭발시켜서 그 영향으로 리튬중수소가 폭발하게 하는 원리입니다. 먼저 일반화약을 터트려서 원자탄이 폭발하면 우라늄에 싸여있는 리튬중수소가 폭발하는 것입니다. 그래서 방사능은 덜하지만 폭발력은 더 큰 위력을 갖게 됩니다. 

[저작권법 표시] 이 글의 원본: 키스세븐(www.kiss7.kr)

(사진: 점점 더 끔직하고 비인간적인 무기들이 만들어지고 있다. 인류는 스스로 지옥의 재앙을 짊어지고 있는 셈이다. [중성자탄 위력과 코발트탄, 수소폭탄 등의 핵폭탄 원리와 차이] / ⓒ Gerd Altmann)

중성자탄은 방사능을 줄이기 위해서 원자탄을 뇌관으로 사용하지는 않습니다. 그러나 역시 고성능의 일반폭약은 들어갑니다. 일반 폭탄이 바로 리튬중수소를 자극해서 폭발을 시키는 것이 중성자탄의 원리인데, 그래서 폭발 위력은 작지만 다량의 중성자가 발생하게 되는 것입니다. 코발트탄은 수소폭탄을 코발트로 감싼 것으로 이해하면 됩니다. 폭발력을 크게 하는 것이 목적이 아니라, 방사능이 많이 퍼지게 하는 것이 목적인 폭탄입니다. 

이 폭탄들은 1940년대 ~ 1950년대를 거치며 개발된 인류의 치명적인 발명품들입니다. 화학적으로는 비약적인 발전을 하였지만, 점점 비인간적인 모습으로 변해가는 인류의 불안한 미래를 만들어내기도 합니다.