수소폭탄의 원리

수소폭탄 단면

수소폭탄은 깨끗한 것과 방사능 유포가 되는 2가지 종류가 있는데..
보통 안에 핵융합을 할 중수소를 넣고, 우라늄(그러니깐 원자폭탄)으로 싸는 공법을 주로 사용합니다.
먼저 TNT나 고폭탄이 터지면서 원자폭탄의 폭발을 유도한 후, 거기서 생성되는 고압과 고열로써
수소를 헬륨으로 융합시키면서 나오는 질량의 손실..(여기서 아인슈타인의 공식이 쓰이죠)이
에너지로 바뀌면서 폭발력이 발생합니다. 여기서 수소를 수 겹의 원자폭탄의 껍질로 둘러싸는데
이것이 엄청난 기술력을 필요로 하죠.

1. 수소폭탄의 구조
 
수소폭탄 [일명 열이 요구되기 때문에 열핵폭탄이라고도 함.] 에서 융합을 일으키는 열쇠는
조절되지 않는 융합을 시작시키기 위한 온도를 조절되지 않은 핵분열이 만들 수 있다는 것이다.
 
이 원리는 1945년 일본에 핵폭탄이 투하되기 이전부터 알려져 있었다.
실제적으로는 1951년 수학자 스테인슬로우 울람 과 물리학자 에드워드 텔러에 의해 만들어졌다.
울람은 핵분열 폭탄의 기계적인 충격에 의하여 융랍을 조장할 수 있는 수소 원료를 압축 할 수 있다고 제안하였다
텔러는 한 술 더 떠서 핵분열로 부터 나오는 방사 압력이 압축을 얻을 수 있다는 중요한 생각을 더하였다.
텔러와 울람의 생각은 성공적이었다.
 
최초의 수소 폭탄이 1952년 11월 1일 투하되었다. 텔러는 핵분열이나 핵융합 폭탄이 천연자원을 탐사를 쉽게하기
위하여 커다란 도랑을 파는 등 비군사적 목적에 사용 될 수 있을 것이라고 주장하였다. 비록 이러한 목적에
사용된다 하더라도 분열물질을 생산하는 과정이나, 탄두의 보관, 때로는 폭탄을 투하하는 일 등이 먼 미래에
대하여 중요한 문제점을 가지고 있다. 또한 수소폭탄은 과거 미/소 냉전에 무기로 사용되는 꼴을 맞이 했다.  

핵융합을 이용한 수소폭탄은 미국에서 1952년 구 소련(러시아)에서 1953년 성공한 이래 실전에서 사용하지는 않았지만 수십차례의 무인도,지하,대기권에서의 실험으로 그 위력은 증명하고도 남는다. 수소폭탄은 핵융합과정에 필요한 초고온을 만들어 줄 수 있도록 원자폭탄을 그 기폭제로 하고 있다. 수소의 핵융합반응에서는 분열생성물이 생기는 핵분열과 달리 다량의 방사능이 발생되지 않기 때문에 비교적 방사능 오염이 덜하다고 생각 할 수 있으나, 핵융합이 일어나는 주위를 238U로 감싸기 때문에 핵융합에서 발생되는 고속의 중성자가 이 238U를 분열시켜 막대한 양의 방사선을 방출한다.

원래 238U은 분열성이 없어서 핵연료로는 사용하지 못한다. 그러나 고속의 중성자를 맞으면 강제로 분열되어 막대한 방사능을 갖는 동위원소가 만들어진다. 이 우라늄은 우라늄광에서 채취하는 천연 우라늄의 99.3%로 이루어진 것이다.이 우랴늄에서 나오는 막대한 양의 방사선은 인명을 바로 살상하기도 하지만 물질에 흡수되어 방사성 동위원소를 만들고 이들은 각각의 반감기에 따라 다르기는 하지만 길게는 몇 백년동안 방사선을 방출케 하여 사람을 살 수 없게 한다. 그래서 이를 '더러운' 폭탄이라 한다. 수소폭탄의 구조는 TNT에 의해 원자폭탄이 폭발하면 백만도 까지의 고온이 발생하여 LiD(중수소와 리튬의 화합물로서 액체)속의 중수소가 핵융합하게 된다. 이 융합시 나오는 고속의 중성자는 주변을 감싸고 있는 238U를 인공분열시키게 된다. 수소폭탄의 변형으로 코발트탄과 중성자탄이 있다.

코발트탄의 시나리옵니다

시나리오 -코발트탄
서울시 중구 서울특별시청 상공(100m 고도)에 400kt 중성자방사선 59Co 극강화탄두 코발트탄 직격.


최초 1분간의 피해

폭발 직후 서울시 중구를 중심으로 종로구, 성북구, 마포구, 동대문구, 성동구, 용산구 일부의 건물이 무너져 내리고 반경 20km 안팎 대부분의 건물들은 반파, 균열이 간다.
착탄한 자리에 국지적 강하와 폭발에 의한 깊이 60m, 폭 500m의 치사지구가 형성된다.
동시에 코발트 중성자가 빠른 속도로 두께 30m 이상의 납을 제외한 모든 물체를 투과하면서 범위 수km 지하 200m까지의 질소 덩어리와 암석에서 새어나오는 우라늄, 토륨, 칼륨, 라돈기체는 약하게 폭발, 리히터 규모 3 정도의 지진을 일으키고 공기 중의 수소가 탄화되면서 메탄가스로 치환, 일순 진공상태를 이룬다.
30km 내에서 폭발방향을 향해있던 자들은 순식간에 살이 뒤집히고 내장을 쏟아내며 사망, 전시 파상음을 듣고 깊은 지하로 대피한 사람들까지 코발트 방사선을 쏘이고 사망한다.
폭발 지역을 약간 벗어난 지역의 창공을 비행하는 여객기에 탑승한 모든 승객은 사망하지만 코발트탄은 일반 핵폭탄과 달리 우라늄이 방출되지 않아 대량의 전자장펄스가 발생하지 않으므로 자동운항하던 여객기는 유령비행을 계속할 수 있다.
1분 내로 들짐승과 날짐승과 나무들은 시커멓게 타들어가 생명순환을 멈추고 붕괴낙진에 함유된 방사선으로 인해 대기 중의 박테리아(방사능에 영향을 받지 않는 희귀 박테리아는 제외)는 모조리 사멸한다.


수시간 내의 피해

서너시간 내로 서울과 인근한 강원도와 경기도의 40% 가량의 사람이 사망한다.
강한 코발트가 몸을 훑고 지나가는데 살아 남는다 하더라도 급속히 인체 내부는 파괴되어 곧 죽게된다.
코발트 방사선이 지나간 자리에 모든 생물체는 절대 살 수 없다.
코발트는 폭발 직후에는 매우 빠른 속도로 번지는데 성층권으로 올라간 극미한 코발트 입자는 천천히 확산되어 다시 밑으로 내려오게 된다.
다시 내려온 이 코발트는 남하 풍속이 빠를 경우 1~2시간 내로 충북에 도착하여 큰 피해를 입히게 된다.
한강을 타게된 코발트는 반나절 동안 고양과 김포를 거쳐 서해로 빠져 강화, 화성, 파주를 지난 후 홍성까지 이를 수 있다.
폭발 후 처음 1시간 동안 방출되는 코발트탄 방사선의 강도는 일반 우라늄탄, 수소폭탄, 세슘탄에 비해 15000배 강하다.


일주일 내의 피해

코발트 원자가 모여 1g을 이뤘을 때 방출되는 방사선으로 한 광장에 모여있는 수백명의 사람을 단번에 죽일 수 있다.
서울 중구에서 폭발한 코발트탄의 방사선은 24시간 이내로 무역풍을 타고 제주도를 지나 일본을 훑고 태평양에 이르게 된다.
정보 수집 결과 코발트의 특성상 48시간 동안 중국, 한국, 일본에 걸쳐 사망하는 사람의 수는 대략 2천만명, 그 이후에 고통으로 울부짖는 사람의 수는 수억명에 이를 것으로 예상한다.


1년 내의 피해

코발트탄 폭발로 인한 세계전쟁으로의 확대와 같은 변수는 제외하고 상황을 진행하도록 하겠다.
바다에 침투된 코발트는 해류를 타고 중국 해역까지 거쳐가는 동안 그 해로에 서식하는 물고기 등의 생물체를 사멸시키고 한강을 통해 바다에 합류하여 중국 북경과 상해 해역에 도착한 코발트는 다시 해류를 타고 대만 타이페이와 필리핀 마닐라에 도착, 대기류를 타고 동해로 빠진 코발트는 북한 원산, 함흥, 나진, 선봉을 훑고 러시아 블라디보스토크에 도착, 파도가 부서지면서 코발트는 대기에 다시 합류, 살상을 시작한다.
한반도 중심에서 터진 코발트탄의 방사선은 크게는 아시아 전역, 동유럽, 오세아니아 북대륙과 태평양을 오염시킨다.
하지만 이게 끝이 아니다.


결과적으로 종합했을 때

수십년에 걸쳐 한국에서는 100%, 세계적으로 99.99%에 달하는 인명피해가 예상된다.
방사능이 퍼지는 동안 전세계적으로 이래 없는 전대미문의 경제대공황은 물론 정부, 국가 개념의 붕괴, 피해와 사망자수는 걷잡을 수 없이 불어난다.
방사선에 저항력을 가진 돌연변이 생물 또한 기대할 수 없는데 이유는 코발트 방사선을 쬐였을 때 스트론튬 90, 세슘 137의 전이원소 등이 근육과 체내의 골조직까지 정착하여 화학적, 생물학적으로 세포분열이 급격히 빨라지다가 세포와 조직 전체가 파괴되기 때문이다.

코발트탄의 방사선은 3년이 지나면 무려 110배나 더 방출량이 많아지며 이로 인해 광범위한 지역에 100%에 가까운 치명적인 살상효과를 마치고 수세기 동안 암, 기형아 출산 등의 피해는 극대화된다.
코발트 방사선의 5.3년이 반감기가 17번 반복, 100년 가량 코발트의 방사선이 말끔히 사라지게 되는 동안 방출되면서 생명까지도 싹쓸이한다.
반감기 동안에도 강력한 감마선을 방출하기 때문에 물론 생물은 살아갈 수 없다.

출처 : http://kdaq.empas.com/qna/view.html?n=5919558&kc=O&kcs=2653&pt=T&pts=2653