우라늄탄은 무엇이 다른가요?

핵무기에 사용되는 핵분열성 물질의 차이입니다. 또한 고농축우라늄과 플루토늄 자체의 물질 특성에 따라서 무기의 형태와 모양이 서로 달라질 수 있습니다.

농축우라늄 생산을 위해서는 고도의 농축기술이 필요하기 때문에 핵물질 확보가 어려우나 합체형으로 무기 제작이 가능하고, 플루토늄은 합체형으로 무기를 만들 경우 부분폭발(fizzle)현상이 심하여 원하는 폭발력을 내기가 어렵기 때문에 내폭형으로 제작해야 한다는 특징이 있습니다.

즉, 플루토늄탄의 경우 재처리를 통한 플루토늄 확보는 우라늄 농축에 비해 상대적으로 수월한 편이지만 플루토늄의 불안정한 동위원소 특성상 정교한 기폭기술 등이 필요하여 제작이 상대적으로 어렵고 핵실험이 필수적으로 요구된다는 차이점이 있습니다.

자세히 알아봅시다.

• 핵물질을 순간적으로 합쳐져서 핵분열에 이르게 하는 방법은 합체와 압축(내폭)이 있음.

- 합체 : 핵분열성 물질을 2개 또는 3개로 나누어 두었다가 폭발을 일으킬 때 급속히 한 개의 덩어리로 합쳐서 핵분열이 가능한 상태로 만드는 방법으로 이 방식을 사용한 폭발장치는 합체형(Gun Type)이라 불리우며 고농축우라늄을 사용하는 우라늄탄은 합체형으로 많이 제작함. (그림 1)

- 압축(내폭) : 핵물질의 밀도가 증가하면 핵분열에 이르는 핵물질의 양이 줄어든다는 원리를 이용하는 것임. 핵물질 주위에 고성능 폭약을 설치하고, 이를 폭발시켜 그 압력으로 핵물질을 압축하여 핵분열이 가능한 상태로 만드는 방법으로 이 방식을 사용한 폭발장치는 내폭형(Implosion Type)이라 불리우며 플루토늄탄은 내폭형으로 많이 제작함. (그림 2)

그림1-합체형 원자탄 개념도

그림2-내폭형 원자탄 개념도

원자력, 묻고 답하기 중

작성자: 한국원자력학회 소통위원회