핵무기

3. 핵무기의 진보

핵무기는 전략·전술적 측면에서 최우선 과제로 채택되어 개발 및 발전되어 왔다. 특히 핵탄두의 파괴력과 CEP에 관심이 집중되었는데, 이는 재래식 방공 체제나 조기 경보 체제가 상대적으로 약화되는 시점에서 볼 때 중대한 의미를 가졌다.^[144]

핵탄두의 경우 히로시마에 투하되었던 원자폭탄의 파괴력을 기준으로 하는데,^[144] 그 폭발력은 20kt급이었다. 현재의 핵탄두는 핵분열·융합형으로, 소련의 SS-9가 단일 핵탄두로서는 최대 규모인 2000만ton~2500만ton급인데, 이는 기준 원폭과 비교할 때 1,000~1,250배에 달하는 위력이다. 미국의 타이탄형은 500만ton~1000만ton급이다.

폭발력의 비약적 진전과 함께 MIRV화가 이루어졌다. MIRV화란 1기의 운반 수단에 수발에서 수십 발^[145]의 핵탄두가 탑재되어 대기권 돌입 과정에서 각각 정해진 개별 목표를 향해 분리 돌입하는 '다탄두 각개목표 재돌입화'이다. 핵탄두는 100만ton급으로 축소되었으나 통상 1운반체에 10발씩 탑재된다고 볼 때 전체적인 파괴력 규모는 실제로 증가된 것이다. MIRV화는 동시에 복수 이상의 목표를 공격할 수 있고, 투사 중량(Throw weight)의 감소로 CEP가 크게 향상되었으며, 1운반체 1탄두에 대비한 재래식 방어·경보 체제를 무력화시켰다. 예를 들어 핵탄두의 파괴력은 지형적인 영향을 많이 받는데, MIRV화로 동일 목표에 대한 각개 돌입으로 그 영향을 최소화할 수 있다.

CEP(Circular Error Probability)란 일정한 수의 미사일을 발사했을 때 목표 지점에 도달한 반수 이상의 착탄 범위를 원으로 표시하여 반경 m로 환산한 명중 오차 정밀도를 말한다.^[146] 1960년 ICBM의 CEP는 400m 수준이었으나 미국의 미니트맨 Ⅲ형에 탑재되는 최신형 탄두 Mk/2A가 220m, 피스키퍼(Mx 미사일)는 90m로 향상되었으며, INF인 미국의 퍼싱 Ⅱ형은 불과 30m에 이르는 진전을 보였다. 구 소련의 경우 SS-19가 300m로 미국에 비해 뒤지고 있으나, INF인 SS-20의 경우 정밀도가 매우 뛰어난 것으로 알려져 있다.

전략 공격 목표에 관해서 하드타깃과 소프트타깃이란 용어가 사용되는데, 하드타깃은 ICBM 기지나 군사 기지·군사 시설물 등 견고한 방어 체계를 갖추고 있는 목표물을 뜻하고, 소프트타깃은 방어 시설이 약하거나 없는 대도시·공업 중심지 등 공격자의 손실이 적게 예상되는 목표물을 가리킨다.

4. 핵무기의 종류

핵무기는 크게 핵분열 반응만을 이용하는 것과 핵분열 반응을 통해 핵융합 반응을 유도하는 것으로 나뉜다.^[9]

• 핵분열 무기: 원자 폭탄
• 핵융합 무기: 수소폭탄, 중성자폭탄
• 기타 핵무기: 코발트 폭탄 (잔류 방사능 증폭 목적)
• 핵무기 운반 수단: 핵미사일, 핵탄두, 핵폭탄, 핵어뢰, 핵지뢰(중형핵폭파자재), 핵수뢰, 핵포탄
• 핵무기 설계 방식: 건배럴형(핵연료를 한쪽으로 밀어넣는 방식), 임플로전형(핵연료를 구형 중심으로 압축하는 방식)

4. 1. 핵분열을 이용한 핵무기

4. 2. 핵융합을 이용한 수소폭탄

4. 3. 기타 핵무기

• '''중성자 폭탄''': 고속 중성자를 이용해 생물을 살상하는 데 특화된 핵무기로, 건물 등의 시설에는 피해를 덜 주면서 인명 피해를 극대화한다.
• '''Salted 핵무기''': 핵무기 주위를 코발트나 금과 같은 물질로 감싸 방사능 낙진을 늘리는 무기다.
• '''순수 핵융합 무기''': 핵분열 없이 핵융합 반응만을 이용하는 핵무기다. 이론적으로는 핵분열 무기보다 개발이 간단하고 핵낙진이 적지만, 실제로 개발되지는 않았다. 미국 에너지부는 과거에 순수 핵융합 무기 개발에 상당한 투자를 했으나, 신뢰할 만한 설계를 얻지 못했다고 밝혔다.^[20]
• '''반물질 무기''': 반물질을 이용하는 핵무기로, 이론적으로 가능하나 충분한 양의 반물질을 생산하는 것이 어려워 실용화되지 않았다.^[21][22][23]
• '''핵 이성질체''': 높은 에너지 상태의 동위원소를 이용, 핵분열 없이 핵융합 반응을 유도하는 방식이 연구되었으나, 실용화되지는 않았다.

5. 효율

초기 핵폭탄의 효율은 20% 미만으로 매우 낮았다. 히로시마에 투하된 리틀보이는 60kg의 고농축우라늄 중 약 700g만 핵분열하여 효율이 1%를 약간 넘었다.^[147] 그러나 기술 발전으로 효율은 크게 향상되었다. 서균렬 서울대 교수에 따르면, 100% 고농축우라늄 5kg으로 폭발 효율이 20%일 때, TNT 20kt급 핵폭탄을 제작할 수 있다고 한다.

핵물질의 종류에 따른 핵폭탄 위력 차이는 크지 않다. 같은 양을 사용했을 때 플루토늄이 5~10% 더 강력하지만, 핵폭탄 제조 시 사용되는 양이 위력에 더 큰 영향을 미친다.^[147]

6. 전술핵과 전략핵

6. 1. 전술핵

6. 2. 전략핵

7. 핵무기와 원자로

핵무기(핵폭탄, 원자폭탄)와 원자로는 모두 우라늄의 핵분열에서 나오는 에너지를 이용한다. 천연우라늄에는 여러 가지 동위원소가 있는데, 이 가운데 대표적인 것인 우라늄-235와 우라늄-238이다. 천연우라늄의 약 0.1%에서 0.7%를 차지하는 우라늄-235는 스스로 핵분열이 가능한 반면, 천연우라늄의 약 99.3%를 차지하는 우라늄-238은 스스로는 핵분열이 불가능하다. 핵분열 반응의 재료에 스스로 핵분열이 가능한 우라늄-235가 얼마나 포함되어 있느냐에 따라, 핵분열 반응이 원자력발전에 이용되기도 하고 무기 개발에 이용되기도 한다.

핵무기는 우라늄-235가 90% 이상 고농도로 농축되어 있어, 순간적으로 수많은 핵분열이 일어나며 폭발한다. 이에 비해 원자력발전은 원자로에 우라늄-235가 3~5%만 농축되어 있어서 핵분열이 서서히 진행될 수 있다.

원자력발전과 핵무기의 또 다른 중요한 차이는 연쇄반응에 대한 통제 가능 여부이다. 원자로는 핵분열 연쇄반응을 자유롭게 조절하기 위해 중성자를 잘 흡수하는 제어봉을 이용하며, 전원이 끊겨 작동이 불가능한 경우에도 제어봉에 의해 자동으로 정지시킬 수 있다. 원자로는 이밖에도 고농도 붕산수를 냉각수에 주입해 핵분열 연쇄반응을 조절할 수 있다.

8. 폭발 규모 및 피해

핵무기는 에너지(X선), 열, 폭풍에 의한 파괴 효과를 가지며, 핵반응으로 방출되는 입자들은 광범위하고 장기적인 방사능 오염을 일으킨다.^[148]

저고도에서 1메가톤(Mt)급 핵탄두가 폭발하면, 9.6km 이내의 목조 건물은 완전히 파괴되고, 6.4km 이내의 벽돌 건물도 완전히 파괴된다. 콘크리트나 석조 건물은 4.8km 이내에서 파괴된다. 10Mt급의 경우, 목조 건물은 22km, 벽돌 건물은 14.4km, 콘크리트 건물은 10km 이내에서 모두 파괴된다. 폭심지는 순간적으로 수천 도의 고열에 휩싸여 대화재를 일으킨다.

인체 피해는 1Mt의 경우 14.4km, 10Mt이면 38km 지점에서도 피부에 2도 화상을 입으며, 방사선에 의한 치사 반경은 2.4km에 이른다. 폭발 1분 후 1Mt급 탄두가 방출하는 핵방사선은 라듐 1천만 톤에 해당할 정도로 강력하다. 방사성 낙진과 잔류 방사능으로 인해 원폭풍이 발생하여 피폭 효과는 계속된다.^[148]

대한민국 국방연구원은 1메가톤급 핵폭탄이 서울 종로구 세종로 사거리 상공에서 터질 경우, 폭발 지점으로부터 반경 7km 이내의 모든 사람이 사망하고, 업무 시간대에 반경 3km 내에 있을 것으로 예상되는 300만 명이 모두 사망할 것으로 예상한다.

2004년 미국 국방위협감소국(DTRA)의 시뮬레이션 결과에 따르면, 서울 상공에서 100킬로톤(kt) 규모의 핵탄두가 폭발하면 31만 명이 즉사하고 총 630만 명의 사상자가 발생한다. 핵폭발에 의한 1차 인명 피해는 현장에서 31만 679명이 즉사하고, 핵폭풍과 열복사선에 의해 23만 2183명이 중상을 입는다. 2차 인명 피해는 핵폭발 1분 후부터 쏟아져 내리는 방사능 낙진이 북서풍을 타고 수도권 서남부 지역으로 퍼지면서 발생한다.

국방연구원은 20kt급 핵폭탄이 터질 경우, 폭발 지점으로부터 반경 1.2km 이내의 모든 사람이 사망할 것으로 본다. 1945년 8월 6일 일본 히로시마시에 투하된 리틀 보이가 20kt급으로, 핵폭탄 위력을 나타내는 기준으로 사용된다.

미국 국제천연자원보호협회(NRCD)가 2004년 미국 국방부에 제출한 한반도 가상 핵전쟁 시나리오에 따르면, 15kt 핵탄두 1개가 대한민국 국방부와 미국 제8군이 있는 서울 용산구 삼각지 500m 상공에서 폭발할 경우, 반경 4.5km는 잿더미가 되고 서울 중심부는 물론 경기도 고양시 일산, 성남시 분당, 수원시까지 핵폭풍과 충격파, 낙진으로 파괴되어 60만∼120만 명의 인명 피해가 발생한다.^[148]

미국 국방부 산하 국방위협감소국(DTRA)은 북한이 10kt급 핵폭탄을 서울에 투하할 경우 최소 34만 명의 사상자(최소 18만 명 사망, 16만 명 부상)가 발생할 것으로 본다. 18만 명의 사망자 중 10만 명은 핵폭발 당시 즉사하고, 8만 명은 낙진 피해로 사망한다.^[149]

9. 핵무기 보유국

9. 1. 공식 핵무기 보유국 (NPT 상)

• 미국: 2010년 5월 3일 미국은 실전 배치된 핵탄두가 5,113기(2009년 9월 기준)라고 밝혔다. 미국과학자연맹(FAS)은 사용 가능한 것을 모두 합치면 실제 미국의 전체 핵 보유고는 1만여 기에 달할 것으로 추정한다.^[150]
• 러시아: 소련은 미국에 대항하기 위해 1949년에 원자폭탄, 1953년에 수소폭탄을 만들었다. 1961년에는 세계에서 가장 강력한 핵무기 차르 봄바를 만들었다.
• 영국: 1952년 호주 몬테벨로 섬에서 원자폭탄 실험에 성공하고 1957년에 수소폭탄 실험에 성공했다.
• 프랑스: 1960년 2월 알제리(당시 프랑스 영토)에서 원자폭탄 실험, 1968년 수소폭탄 실험에 성공했다.
• 중국: 과거 핵무기 개발에 성공한 후 핵확산을 적극적으로 지지했으며, 핵확산을 막으려는 시도는 제국주의자들의 음모라고 비난했다. 당시 중국은 핵무기 기술을 이전할 정도로 후진국들의 핵무기 개발을 지원했다.^{[151][152][153]}

9. 2. 비공식 핵무기 보유국

9. 3. 핵무기 공유국

9. 4. 과거 핵보유 국가

• 남아프리카 공화국
• 카자흐스탄 (개발 당시 소련)
• 벨라루스 (개발 당시 소련)
• 우크라이나 (개발 당시 소련)

9. 5. 과거 핵개발 시도 국가

• 대한민국

• 독일 (개발 시도 당시 나치 독일)
• 일본 (개발 시도 당시 일본 제국)
• 중화민국
• 브라질
• 아르헨티나
• 알제리
• 리비아

9. 6. 핵개발 시도 국가

10. 핵무기 개발의 역사

1945년 7월 16일, 미국은 뉴멕시코주 앨라모고도 서북쪽 60마일 지점에서 트리니티 테스트라는 핵실험을 실시했다. 방사 화학적 분석 결과, 약 18.6킬로톤 정도의 위력을 낸 것으로 밝혀졌다.^[3]

핵무기를 보유했거나 보유를 시도하는 것으로 의심받는 국가는 극소수이다. 핵무기를 폭발시킨 것으로 알려졌고, 보유 사실을 인정하는 유일한 국가들은 (최초 실험 날짜 순으로) 미국, 소비에트 연방(핵무기 보유국으로서 러시아가 계승), 영국, 프랑스, 중국, 인도, 파키스탄, 북한이다. 이스라엘은 핵무기를 보유하고 있는 것으로 여겨지지만, 의도적인 모호성 정책에 따라 보유 사실을 인정하지 않는다. 독일, 이탈리아, 터키, 벨기에, 네덜란드, 벨라루스는 핵무기 공유 국가이다.^[5][6] 남아프리카 공화국은 독자적으로 개발한 후 포기하고 해체한 유일한 국가이다.^[7]

핵확산금지조약은 핵무기 확산을 줄이려는 목표를 가지고 있지만, 그 효과에 대한 견해는 다양하다.^[8]

11. 국제사회의 노력과 규제

핵확산금지조약에서 핵보유국에 의한 핵무기의 국제 관리가 제안되었지만, 이 조약에 위배되어 비핵보유국이 핵무기를 보유하는 것을 '''핵확산'''이라고 한다. 단, 핵확산금지조약은 조약이므로 탈퇴도 인정된다.

핵무기를 보유한 국가들로 이루어진 "핵 클럽"(핵공급국그룹) 국가들은 포괄적핵실험금지조약(CTBT)에 동의했는지 여부와 관계없이 다른 국가의 새로운 핵무기 보유를 인정하지 않는다. 특히 미국을 중심으로 지구 규모의 핵 개발 저지 정책을 추진하고 있으며, 그러한 핵 클럽 국가들에게 증거를 들키지 않고 핵탄두 생산이나, 운반 수단인 탄도 미사일, 순항 미사일 등의 개발 및 운용을 지속하는 것은 어려운 상황이라고 할 수 있다.

핵물질과 핵 관련 기술 및 장비는, 그것이 평화적 이용을 목적으로 하는 원자력발전용이라고 주장하더라도, 국제원자력기구(IAEA)의 엄격한 감시하에서만 도입이 허용된다. 일부 국가가 평화적 이용을 내세우면서 핵무기 개발에 사용하는 것이 아닌가 하는 의심을 항상 받고 있으며, 국제적인 핵 문제의 중심 과제가 되고 있다.

12. 논란

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