수소폭탄이라면 원자폭탄의 수백배 위력 돼야

입력 2016.01.07 03:00 | 수정 2016.01.07 06:57

[北 4차 핵실험]

- 수소폭탄, 기폭장치는 원자탄
핵분열→핵융합→핵분열 반복… 폭탄 위력 어마어마하게 커져
보유국은 美·러·中·英·프랑스

- 실험도 조심스럽게
美는 태평양 바다에서, 러시아는 북극해 부근서 실행

북한은 6일 4차 핵실험이 수소폭탄 실험이었다고 주장하고 있다. 지금까지 북한의 1·2·3차 핵실험은 모두 원자폭탄 실험이었다. 수소폭탄과 원자폭탄 모두 핵폭탄이지만 수소폭탄이 원자폭탄보다 수십~수백 배 파괴력을 지닌다. 원자폭탄은 핵이 쪼개지면서 에너지를 만들어내는 '핵분열'을 이용한다면 수소폭탄은 핵이 합쳐지면서 에너지를 만들어내는 '핵융합'을 이용한다.

원자탄은 고농축우라늄이나 플루토늄을 응축시켜 핵분열을 발생시킨다. 우라늄 또는 플루토늄 안에 있는 핵이 연쇄적으로 쪼개지면서 고온과 충격파가 나온다. 이 과정에서 우라늄 또는 플루토늄이 강력한 방사능을 내뿜으며 '죽음의 재'로 불리는 방사능 낙진으로 2차 피해를 입힌다. 1945년 8월 일본 히로시마와 나가사키에 떨어진 게 원자탄이었다. 두 원폭의 피해자는 69만1500명, 사망자는 23만3167명에 달했다.

핵폭탄의 원리
수소폭탄은 이같이 강력한 위력을 지닌 원자탄을 기폭 장치로 활용한다. 수소탄에는 수소보다 핵융합 반응을 더 잘 일으키는 중수소(수소보다 중성자가 1개 많음)와 삼중수소(중성자가 2개 많음)가 들어간다. 이들의 원자가 합쳐지는 핵융합 반응을 일으키려면 수천만도의 고온과 고압이 필요하다. 이 정도의 고온·고압을 만들기 위해선 원자탄 정도의 폭발력이 있어야 한다.

수소탄의 '수소'라는 명칭도 중수소·삼중수소를 사용하기 때문에 붙었다. 중수소와 삼중수소 1g으로 핵융합 반응을 일으키면 석유 8t을 동시에 태우는 것과 같은 에너지가 발생한다.

핵융합 반응이 시작되면 에너지가 큰 고속 중성자가 나오고, 이 중성자는 폭탄에 들어 있는 우라늄의 핵분열을 촉진시킨다. 이 핵분열로 발생한 열은 또다시 핵융합을 일으킨다. 즉 '핵분열→핵융합→핵분열'이 반복되면서 폭탄의 위력이 계속 커지는 것이다. 특히 수소의 핵융합 반응에서는 순수하게 열만 나오지만, 수소폭탄의 경우 원자폭탄이 함께 들어가 있기 때문에 열과 방사능이 동시에 나오면서 더 무서운 무기가 된다.

하지만 핵분열로 얻은 열로 핵융합을 일으키는 것이 말처럼 쉽지는 않다. 권면 국가핵융합연구소 연구위원은 "온도만 높다고 무조건 핵융합이 되는 게 아니다"면서 "연쇄적인 반응을 유도하기 위해서는 아주 정교한 기술이 있어야 한다"고 했다. 삼중수소를 얻는 기술도 까다롭다. 군과 정보 당국은 북한이 삼중수소를 확보하지 못했을 것으로 추정하고 있다.

지금까지 수소탄을 개발한 국가는 미국, 러시아, 중국, 영국, 프랑스 등 5개국에 불과하다. 모두 유엔안전보장이사회 상임이사국이다. 인도, 파키스탄, 이스라엘 등이 수소폭탄 실험을 시도했거나 보유했을 것으로 의심되고 있다. 수소폭탄은 위력이 워낙 강해서 실험도 조심스럽다. 미국은 태평양 바다에서, 러시아는 북극해 부근에서 실험을 했다.

[키워드 정보]
수소폭탄에 들어가는 3중수소(tritium)는?
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