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W50 핵탄두

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1. 개요

W50 핵탄두는 1955년 나이키 제우스 미사일 제안에서 시작되어 개발된 핵탄두이다. 1963년부터 1965년까지 280기가 생산되었으며, 퍼싱 I 미사일과 나이키 제우스 미사일 등에 사용되었다. W50은 2단계 열핵무기로, 세 가지 위력 변형(60, 200, 400kt)으로 제작되었으며, 1973년부터 1991년까지 단계적으로 퇴역했다.

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W50 핵탄두
W50 핵탄두
W50 핵탄두 실루엣
W50 핵탄두의 실루엣.
개요
유형핵무기
기원미국
세부 정보
설계로스앨러모스 국립 연구소
설계 시기1958년-1962년
생산 시기1963년 3월 - 1965년 12월
생산량280발
변형3가지
제원
무게187kg
길이112cm
지름36cm (장착 플랜지 제외)
폭발력60kt 또는 200kt 또는 400kt TNT

2. 역사

W50 핵탄두는 1955년 나이키 제우스 미사일 개발과 함께 연구가 시작되었다. 1958년에는 나이키 제우스, 미니트맨, 퍼싱, 호피 등 여러 미사일에 사용할 수 있는 범용 핵탄두 개발이 결정되었고, 하드택 I 작전에서 핵실험을 거쳐 1963년부터 생산에 들어갔다.

W50은 퍼싱 I 탄도 미사일의 탄두로 사용되었으며, 미사일 폐기 후에도 1991년까지 보관되었다. 또한, 서독 공군에도 배치되어 미국군의 관리하에 운용되었다.

2. 1. 개발 배경

W50 핵탄두는 1955년 나이키 제우스 미사일 제안에서 유래되었다. 벨 전화 연구소는 1960년부터 1970년까지 미래의 대공 방어 문제를 평가하는 임무를 맡았는데, 이 연구는 대륙간 탄도 미사일(ICBM)과 같이 빠른 속도로 이동하는 위협을 격퇴하기 위해서는 핵탄두가 필수적임을 보여주었다.[2][3]

미국 국방부 차관은 탄도 미사일 요격 구축을 위해 원자력 위원회(AEC)에 나이키 제우스에 적합한 핵탄두 타당성 연구를 육군과 협력하여 수행할 것을 요청했다. 이 그룹은 1957년 6월에 처음 만났으며, 미사일은 약 약 136.08kg 무게의 탄두를 탑재할 수 있을 것으로 예상되었다.

연구는 두 단계로 나뉘었다. 1단계에서는 적 탄두 파괴 메커니즘과 치명적인 반경을 검토했고, 2단계에서는 1단계 요구 사항을 충족하는 탄두를 개발했다. 1959년까지 상세한 탄두 설계를 연기하자는 제안은 1957년 6월 말에 수락되었다.

1958년 1월, 퍼싱 미사일용 핵탄두에 대한 논의가 시작되었고, 로스알라모스와 로렌스 방사선 연구소는 주어진 시간 내에 무게와 위력 요구 사항을 충족하는 탄두가 가능하다고 밝혔다.

1958년 3월, 미니트맨 미사일에 탄두를 적용하자는 제안이 나왔고, 같은 해 5월에는 나이키 제우스와 동일한 탄두를 사용하는 미니트맨 탄두 연구가 완료되었다.

1958년 6월, 미 국방부 군사 응용 부서(DMA)는 나이키 제우스, 미니트맨, 퍼싱, 호피(단명한 공대지 미사일)를 위해 단일 탄두 개발을 제안했고, 이 제안이 받아들여졌다.[4]

2. 2. 개발 과정

1958년 3월, 로스앨러모스는 하드택 I 작전에서 후보 핵탄두 설계를 테스트했는데, 여기에는 토바코 (1958년 5월 30일, 11.6ktTNT), 세쿼이아 (1958년 7월 1일, 5.2ktTNT), 피소니아 (1958년 7월 17일, 255ktTNT) 핵실험이 포함되었다.[4] 핵폭발의 영향에 대한 미사일 부품 테스트는 칵투스 핵실험 (1958년 5월 5일, 18ktTNT)에서 수행되었다.[4]

1958년 7월, 나이키 제우스 탄두의 군사적 특성이 발표되었다. 탄두는 견고하고, 신뢰할 수 있으며, 설계가 간단해야 했다. 테스트, 검사, 저장 및 취급이 용이해야 했으며, 인적 오류의 가능성을 최소화하도록 설계되었고, 최소한의 작전 테스트 및 유지 관리가 필요했다. 탄두는 15초 안에 발사할 준비가 되면서, 경고 미사일에 장착된 상태에서 최소 4년 동안 경고 상태를 유지할 수 있어야 했다.

1958년 8월, 샌디아는 4가지 시스템 요구 사항을 모두 충족하는 탄두를 1961년 말까지 제공할 수 있는지 질문을 받았다. 샌디아는 나이키 제우스 탄두의 전기 시스템 설계를 담당했으며, 이 탄두는 XW-50으로 지정되었다.

1959년 6월, XW-50의 핵 설계가 검토되었고, 퍼싱용 핵탄두 개발이 승인되었다. 퍼싱의 경우 XW-50에 대해 더 이상의 핵 테스트가 필요하지 않을 것이고, 탄두는 1963년 1월에 사용할 수 있을 것으로 예상되었다.

1960년 8월, 새로운 탄두 설계 XW-50-X1이 진행되었다. 1961년 6월, XW-50-X1 탄두 생산이 승인되었다. 직경은 14inch(장착 플랜지 부분 ), 길이는 44inch, 무게는 약 186.88kg였다.

1962년 7월, 샌디아는 퍼싱 사용을 위해 탄두에 허용 조치 링크(PAL) 시스템을 통합하는 연구를 완료했다. 가용한 공간이 제한되어 PAL을 장착하려면 자폭 시스템을 제거해야 했다. 이 때문에 나이키 제우스를 위한 W50 Mod 0과 퍼싱을 위한 W50 Mod 1, 두 가지 다른 탄두 개조 (Mod)를 실전 배치하기로 결정했다. 그러나 나이키 제우스가 취소되었기 때문에 W50-0의 생산은 승인되지 않았다.

도미닉 작전에서 XW-50-X1의 무기 개발 테스트에는 아도베 (1962년 4월 25일, 190ktTNT)와 아즈텍 (1962년 4월 27일, 410ktTNT)이 포함되었다.[5] 이 탄두는 피쉬볼 작전에서 여러 무기 효과 테스트에도 사용되었으며, 여기에는 체스메이트 (1962년 10월 20일, 10ktTNT[6]), 블루길 트리플 프라임 (1962년 10월 26일, 200ktTNT), 킹피쉬 (1962년 11월 1일, 200ktTNT)가 포함되었다.

1963년 3월, W50-1의 조기 생산이 이루어졌다. 최종 탄두는 약간 과체중이었지만, 국방부에서는 이를 허용 가능한 것으로 간주했다.

2. 3. 생산 및 배치

W50-1 탄두는 1963년 3월부터 1965년 12월까지 280기가 생산되었다.[5] W50 Mod 2 탄두도 개발되었다.[5] W50-1 탄두는 1973년 4월부터 퇴역하기 시작하여 1978년에 마지막 W50-1 탄두가 운용에서 제거되었다. 1991년 4월에는 마지막 W50-2 탄두가 퇴역했다.[5]

W50 핵탄두는 퍼싱 I 탄도 미사일탄두로 사용되었으며, 미사일 폐기 후에도 1991년까지 보관되었다. 퍼싱 I 미사일은 서독 공군에도 배치되어 미국군의 관리하에 W50 핵탄두를 운용했다. 또한 개발 중이던 XLIM-49A 나이키 제우스 B 탄도탄 요격 미사일의 탄두로도 채택되었지만, 1968년 LIM-49A 스파르탄으로 설계가 갱신되면서 W71 탑재 설계로 변경되었다.[5]

3. 설계

W50은 2단계, 가스 증폭, 외부 점화 방식의 열핵무기였다.[9] 탄두는 지름 14inch(장착 플랜지 부분 ), 길이 44inch, 무게 약 186.88kg였다. 장착 플랜지는 알루미늄으로 제작되었으며, 강철 탄두 케이스에 압축 끼워 맞춤 방식으로 장착되었다. 부스팅 가스통은 탄두의 밀봉을 깨지 않고 교체할 수 있도록 압력 덮개 외부에 장착되었다. 탄두 전기 시스템에는 2개의 중성자 발생기가 포함되어 있었다.[4]

W50Y1, W50Y2, W50Y3의 세 가지 위력 변형이 생산되었으며, 각각 60, 200, 400kt의 위력을 가졌다.[7] W50Y1과 W50Y3는 각각 40ktTNT 에서 440ktTNT의 위력을 가진 것으로 언급되기도 한다.[8] 200ktTNT 버전의 탄두는 나이키 제우스용이었지만, 1991년까지 퍼싱 1a에 사용되었다.

W50은 향상된 폭발 안전 시스템과 둔감 고성능 폭약이 없었으며, 사용 통제를 위한 A형 허용 조치 링크(PAL)을 특징으로 했다.[9]

1962년 문서에 따르면, 도미닉 애즈텍(Dominic Aztec)에서 시험된 XW-50-X1 탄두는 구형 2차 단계를 사용했다.[10]

3. 1. 작동 방식

발사 후, 관성 뇌관은 퍼싱 2단계에서 전력을 공급받았다. 미사일이 궤도에 있고 2단계 분리가 엔진 정지 후 300밀리초 이내에 발생하면 일련의 열 배터리에서 점화 회로가 활성화되었다. 열 배터리는 재진입 직전에 점화되었고, 0.5g-force의 감속이 감지되면 뇌관이 활성화되고 탄두 장전 기능이 수행되었다.[4]

4. 추가 정보

연구원 척 핸슨(Chuck Hansen)에 따르면, W50의 2차 단계는 W78 미니트맨 III 탄두에도 사용되었다.[9] W78은 335ktTNT에서 350ktTNT의 위력을 가질 것으로 추정되며, 미국 핵무기 비축량에 남아 있다.[9]

참조

[1] 웹사이트 Safety and Reliability of the U.S. Nuclear Deterrent http://www.gpo.gov/f[...] U.S. Government Publishing Office 2015-06-08
[2] 보고서 History of the Mark 50 Warhead https://osf.io/g3nsm[...] Sandia National Labs., Albuquerque, NM (USA) 1968-01
[3] 서적 Swords of Armageddon 2007
[4] 웹사이트 NOTS Hopi https://www.designat[...] 2023-02-06
[5] 서적 Swords of Armageddon 2007
[6] 보고서 DCI Briefing to Joint Chiefs of Staff https://commons.wiki[...] 1963-07-30
[7] 웹사이트 List of All U.S. Nuclear Weapons http://nuclearweapon[...] 2022-06-24
[8] 보고서 National Security Directive: FY 1991-1996 Nuclear Weapons Stockpile Plant (U) https://fas.org/irp/[...] The White House 1991-07-02
[9] 보고서 Sandia Weapon Review: Nuclear Weapon Characteristics Handbook https://documents.th[...] Sandia National Labs 1990-09
[10] 보고서 Proposed Atmospheric Test Program https://commons.wiki[...] Atomic Energy Commission 2022-08-12



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