원자력 잠수함
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1. 개요
원자력 잠수함은 원자로를 사용하여 추진하는 잠수함으로, 장기간 잠항이 가능하고 고속 운항 능력을 갖춘 것이 특징이다. 1939년 아이디어가 처음 제안되었고, 1950년대 미국과 소련을 중심으로 개발이 시작되었다. 미국은 1954년 최초의 핵추진 잠수함 노틸러스를 취역시켰으며, 소련은 1958년 K-3 레닌스키 코무소몰을 취역시켰다. 영국은 미국 기술을 활용하여 드레드노트를 건조했고, 이후 자체 기술로 밸리언트를 개발했다. 핵추진은 전략 탄도 미사일 잠수함(SSBN)에 이상적이었으며, 미국은 조지 워싱턴급을, 소련은 양키급을 배치했다. 현재 미국, 러시아, 영국, 프랑스, 중국, 인도 6개국이 핵추진 잠수함을 운용하며, 브라질과 호주 등 여러 국가에서 개발을 추진하고 있다. 핵잠수함은 장기간 잠항, 고속 기동, 전략적 억지력 등 장점을 가지지만, 높은 건조 및 유지 비용, 소음 문제, 방사능 유출 위험 등의 단점도 존재한다. 대한민국은 핵추진 잠수함 도입 논의가 있었지만, 현재까지 구체적인 계획은 없는 상황이다.
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- 1954년 선박 - USS 노틸러스 (SSN-571)
세계 최초의 핵추진 잠수함인 USS 노틸러스는 핵동력 최초 항해 성공과 잠항 상태로 북극점 통과 등의 역사적 기록을 세웠으며 현재는 박물관으로 공개되어 핵잠수함 기술 발전에 대한 유산으로 평가받는다. - 핵추진 잠수함 - 시에라급 잠수함
시에라급 잠수함은 소련/러시아 해군의 공격형 핵잠수함으로, 티타늄 합금 선체를 사용하여 경량화와 저소음 성능을 달성했으며, 미국 SSBN/SSN 저지를 목표로 개발된 945형(시에라 I급)과 945A형(시에라 II급)으로 나뉜다. - 핵추진 잠수함 - 스위프트슈어급 잠수함
스위프트슈어급 잠수함은 영국 해군이 처칠급 잠수함의 후속 함급으로 건조한 핵추진 잠수함으로, 수중 소음 감소를 위해 펌프 제트 추진기를 채택하고 선체에 소음 흡수 타일을 부착하는 등 기술적 개선이 이루어졌으며, 일부는 주요 분쟁에 참여하고 일부는 사고를 겪기도 했다. - 원자력 - 원자력선
원자력선은 원자력을 동력으로 사용하는 선박으로 군사적 활용은 활발하지만, 비용, 위험성, 기술적 문제로 민간 상선 활용은 제한적이며, 러시아의 쇄빙선 운용과 중국의 컨테이너선 개발 시도에도 불구하고 과거 여러 국가의 민간 원자력 선박 운용은 모두 중단되었다. - 원자력 - 원자로
원자로는 제어된 핵분열을 통해 열에너지를 생산하여 전기 생산, 추진 동력원, 연구 등에 활용되며, 핵분열 연쇄 반응을 제어봉과 감속재로 조절하고, 원자력 안전과 미래 기술 개발이 중요한 과제이다.
| 원자력 잠수함 | |
|---|---|
| 지도 정보 | |
| 기본 정보 | |
| 분류 | 선박 |
| 산업 | 군수 |
| 용도 | 수중전 |
| 발명일 | 1955년 |
| 특징 | |
| 동력 | 원자력 |
| 주요 기능 | 수중전 수행 탄도 미사일 발사 (일부) |
| 잠항 능력 | 장기간 잠항 가능 |
| 소음 | 일반 잠수함에 비해 상대적으로 소음이 적음 |
| 추진 방식 | 원자로에서 생성된 열에너지로 증기를 만들어 터빈을 구동 |
| 역사 | |
| 개발 배경 | 냉전 시대의 전략적 필요에 의해 개발 |
| 최초 개발 국가 | 미국 |
| 실전 배치 시기 | 1950년대 후반부터 |
| 주요 개발 국가 | 미국 소련 영국 프랑스 중국 |
| 유형 | |
| 공격 핵잠수함 (SSN) | 주로 적 잠수함 및 수상함 공격 |
| 탄도 미사일 핵잠수함 (SSBN) | 핵탄두를 탑재한 탄도 미사일 발사 |
| 순항 미사일 핵잠수함 (SSGN) | 순항 미사일 발사 |
| 운용 | |
| 운용 국가 | 미국 러시아 영국 프랑스 중국 인도 |
| 주요 임무 | 해상 작전 적 기지 타격 핵 억지력 유지 |
| 기술적 특징 | |
| 원자로 | 가압수형 원자로 액체 금속 냉각로 |
| 소나 | 수중 음파 탐지 장비 |
| 추진기 | 스크루 프로펠러 펌프 제트 추진기 |
| 무장 | 어뢰 미사일 기뢰 |
| 현대적 발전 | |
| 소음 감소 기술 | 무반향 코팅 저소음 추진기 |
| 자동화 시스템 | 인공지능(AI) 기반 시스템 |
| 센서 기술 | 고성능 소나 광학 센서 |
| 연료 기술 | 원자로 연료 효율 향상 |
| 추가 정보 | |
| 분류 | 수중함 |
2. 역사
핵추진 잠수함에 대한 아이디어는 1939년 미국 해군의 해군 연구소 물리학자 로스 건(Ross Gunn)이 처음 제안했다.[3]
세계 최초의 핵추진 잠수함 건조는 미국에서 이루어졌다. 1951년 7월 미국 의회는 하이먼 G. 리커버 해군 대령의 지휘 아래 최초의 핵추진 잠수함 노틸러스(USS Nautilus, SSN-571) 건조를 승인했다. 웨스팅하우스가 원자로 건설을 맡았고, 제너럴 다이내믹스 일렉트릭 보트에서 잠수함 건조가 완료되었다. 1954년 9월 30일, 맘이 아이젠하워 영부인이 참석한 가운데 노틸러스가 취역했다.[5] 1955년 1월 17일, 노틸러스는 그로톤을 출발하여 해상 시험을 시작했다. 이 잠수함은 길이가 약 97.5m였으며, 건조 비용은 약 5500만달러였다.
소련은 미국에 이어 1950년대에 핵추진 잠수함 개발에 나섰다. 미국의 노틸러스 개발에 자극받은 소련은 1950년대 초 오브닌스크의 물리 및 전력 공학 연구소에서 아나톨리 알렉산드로프의 지휘 아래 핵추진 원자로 작업을 시작했다. 1956년 그의 팀이 설계한 최초의 소련 추진용 원자로가 가동 시험을 시작했다. 한편 블라디미르 페레구도프(Vladimir N. Peregudov)의 설계팀은 원자로를 탑재할 함선을 작업했다. 여러 난관을 극복한 후, 1958년 최초의 핵추진 잠수함 K-3 레닌스키 코무소몰(K-3 Leninskiy Komsomol)이 소련 해군에 취역했다.[7]
영국의 최초 핵추진 잠수함 드레드노트(HMS Dreadnought, S101)는 1958년 미-영 상호 방위 협정에 따라 영국에 제공된 미국의 S5W 원자로를 장착했다. 드레드노트의 선체와 전투 시스템은 영국 설계 및 건조였지만, 선체 형태와 건조 방식은 미국의 설계 접근에 영향을 받았다.[4] 1960년 영국의 두 번째 핵추진 잠수함이 비커스 암스트롱에서 주문되었고, 롤스로이스 PWR1 원자로를 장착한 밸리언트(HMS Valiant, S102)는 최초의 완전 영국산 핵추진 잠수함이었다.[8]
핵추진은 전략 탄도 미사일 잠수함(SSBN) 추진에 이상적이었다. 세계 최초의 작전 핵추진 탄도 미사일 잠수함(SSBN)은 폴라리스 A-1 미사일 16발을 장착한 조지 워싱턴(USS George Washington, SSBN-598)이었으며, 1960년 11월~1961년 1월에 최초의 SSBN 억지력 순찰을 수행했다. 소련은 1960년 11월 취역한 K-19로 최초의 SSBN에서 미국보다 1년 뒤처졌다. 그러나 이 급은 골프급과 같은 3발의 미사일을 탑재했다. 16발의 미사일을 장착한 최초의 소련 SSBN은 프로젝트 667A 양키급으로, 1967년 최초 함정이 취역했으며, 그 당시 미국은 "41 for Freedom"이라는 별명의 SSBN 41척을 취역시켰다.[12][13]
냉전이 절정에 달했을 때, 소련의 4개 잠수함 조선소에서 각각 5~10척의 핵추진 잠수함이 취역했다. 1950년대 후반부터 1997년 말까지 소련과 이후 러시아는 총 245척의 핵추진 잠수함을 건조했는데, 이는 다른 모든 국가를 합친 것보다 많다.[15]
오늘날 미국, 러시아, 영국, 프랑스, 중국, 인도의 6개국이 핵추진 전략 잠수함을 배치하고 있다.[16] 브라질과 호주를 포함한 여러 국가[17][18]에서 핵추진 잠수함 건조를 위한 다양한 단계의 프로젝트를 진행하고 있다.
영국에서는 영국 해군의 모든 과거 및 현재 핵추진 잠수함(3척 제외)이 배로인퍼니스에서 건조되었으며, 핵추진 잠수함 건조는 계속되고 있다. 콘커러(Conqueror)는 1982년 포클랜드 전쟁 중에 어뢰로 적함을 공격하여 아르헨티나 해군의 제너럴 벨그라노 순양함을 격침시킨 세계 유일의 핵추진 잠수함이다.
2. 1. 대한민국의 핵추진 잠수함 도입 논의
대한민국에서는 핵추진 잠수함 도입에 대한 공식적인 논의가 진행된 바는 없지만, 여러 차례 도입 필요성이 제기되어 왔다.3. 특징
원자력 잠수함은 재래식 잠수함과 기본적인 구조는 유사하지만, 추진 방식에서 큰 차이가 있다. 재래식 잠수함이 디젤 엔진으로 배터리를 충전하고 모터로 스크류를 회전시키는 반면, 원자력 잠수함은 핵분열 반응으로 발생한 열에너지로 물을 끓여 터빈을 돌려 스크류를 회전시킨다.[57] 이러한 차이로 인해 원자력 잠수함은 재래식 잠수함보다 구조가 복잡하고 선체가 크며, 더 넓은 해역에서 운용에 유리하다.
원자력 잠수함은 원자로를 열원으로 사용하여 고온고압의 수증기를 발생시키고, 이 수증기의 에너지로 프로펠러를 회전시켜 추진력을 얻는다. 추진력 생성 방식은 크게 두 가지로 나뉜다.
# 수증기로 증기터빈을 작동시켜 프로펠러를 회전시키는 방식.
# 수증기로 터빈을 돌려 발전하고, 그 전력으로 전동기를 구동하여 프로펠러를 회전시키는 방식 (원자력 터보일렉트릭 방식).
원자력 잠수함의 원자로는 대부분 가압수형 원자로(PWR)이다. 비등수형 원자로(BWR)는 선체가 흔들릴 때 냉각수가 원자로 노심을 충분히 식히지 못할 수 있어 채택되지 않는다. 가압수형 원자로는 구조가 복잡하지만, 1차 냉각수 계통과 2차 냉각수 계통이 분리되어 있어 2차계 보조 기기 점검 정비를 방사선 위험 없이 수행할 수 있다. 그러나 1차 냉각수 누출 시에는 이점이 사라지며, 특히 증기 발생기는 복잡하고 취약한 배관 구조로 인해 방사능 누출 사고의 원인이 되기 쉽다. 초기 원자력 잠수함에서는 이러한 구조가 종종 사고를 일으켰다.
원자력 잠수함 내 원자로는 납 등으로 차폐된 원자로 구획 내부에 설치되어 방사선을 막고, 함의 다른 영역을 안전하게 유지한다. 원자로 구획은 주로 함의 후미 쪽에 설치되며, 전방과 후방을 연결하는 좁은 통로가 원자로 구획 상부나 측면을 관통한다.[57]
3. 1. 장점
원자력 잠수함은 원자로 작동에 산소가 필요하지 않아 장기간 연속 잠항이 가능하다. 원자로의 핵연료봉 교체도 수년에서 십수 년에 한 번이면 충분하다. 따라서 디젤 연료를 소비하는 통상형 잠수함처럼 산소 보급을 위해 자주 부상할 필요가 없고, 연료 보급 횟수도 적다. 증기 터빈의 베어링과 감속기용 윤활유는 정기적인 보급이 필요하지만, 디젤 연료에 비해 빈도는 훨씬 적다.원자력 잠수함은 풍부한 전력을 이용해 해수를 전기분해하거나 증류하여 함내 인원의 호흡에 필요한 산소와 생활용수를 생산한다. 호흡으로 배출되는 이산화탄소는 화학적으로 흡착 제거한다. 따라서 잠항 시간의 한계는 승무원의 식량이 떨어질 때까지이다. 이러한 특징으로 원자력 잠수함은 기능 유지 및 인원 생존을 위해 수개월에 한 번만 수면 위로 올라와도 된다. 해상에서 식량을 보급받으면 이론적으로는 항구에 정박하지 않고 임무를 수행할 수 있다. 하지만 승무원의 심리적 부담 때문에 실제로는 최대 2개월 정도만 연속 잠항을 한다.
미국 해군은 전략 미사일 원자력 잠수함 승무원을 블루와 골드의 두 그룹으로 나누어 교대로 운용한다. 한 그룹이 70일간 항해 후 귀항하면 약 1개월간 함정 정비 등을 하고, 다른 그룹이 70일간 항해를 나간다. 항해를 마친 그룹은 장기 휴가 후 훈련을 받고, 다음 항해를 준비하는 방식이다.
원자력 추진 잠수함은 최대 출력에서도 연료 소모를 걱정할 필요가 없어 고속 항해를 장시간 지속할 수 있다. 이를 통해 먼 바다까지 신속하게 이동할 수 있다. 일반적으로 탄도 미사일 잠수함의 수중 최고 속도는 20노트(knot)대, 공격형 잠수함은 30노트(knot)대이다. 탐지 능력이 부족한 분쟁 지역으로 긴급 이동해야 할 때 이러한 기동성은 큰 힘을 발휘한다. 전술 운용뿐만 아니라, 정지 위치 부근에서 미사일 기지 역할이나 적함 추적 등에도 유용하다. 통상 동력 잠수함도 실험 잠수함인 알바코어처럼 30노트(knot) 이상을 낼 수 있지만, 비용 대비 효과가 낮아 현실적이지 않다.
하지만 원자력 잠수함도 고속 항해 시 터빈 소음이나 외부 장치가 일으키는 소용돌이 때문에 쉽게 탐지될 수 있어, 고속 항해를 자주 하지는 않는다.
3. 2. 단점
원자력 잠수함은 디젤-전기 추진 방식 잠수함에 비해 소음이 크다는 단점이 있다. 원자력 기관은 정지·재가동이 빈번하지 않으므로, 일단 가동되면 정기 검사까지 가동 상태를 유지하며 출력을 조절한다. 작동 중에는 냉각수 순환 펌프를 멈출 수 없기 때문에, 가압수형 원자로에서는 이 펌프도 큰 소음 발생원이 된다.[21]이러한 단점을 극복하기 위해 증기터빈으로 발전기를 돌려 전동 모터로 스크루를 구동하는 원자력 터보-일렉트릭 방식 추진 시스템이 채택되기도 한다. 프랑스 해군의 원자력 잠수함과 미국의 콜럼비아급이 이 방식을 채택하거나 채택할 예정이다. 그러나 이 방식은 증기터빈 방식에 비해 출력/중량비, 효율, 정비성이 나쁘고 수중 속력도 떨어진다. 하지만 단시간이라면 원자로를 저출력으로 유지한 상태에서 내장된 축전지로 항해할 수 있다는 장점이 있다.[21]
스크루 프로펠러에서 발생하는 소음을 줄이기 위해 펌프제트 방식을 채택하는 잠수함도 있다. 펌프제트는 고속성, 저소음성에서 우수하지만, 추진 효율은 기존 스크루보다 떨어진다.
원자력 잠수함은 개발, 건조, 유지, 운영에 막대한 비용이 소요되며, 폐기 후 원자로와 핵연료 처리 문제, 멜트다운, 방사능 누출 위험 등이 있다.[22]
소련 붕괴 이후 러시아에서는 퇴역한 원자력 잠수함의 해체가 이루어지고 있다. 강한 방사능을 띤 원자로와 그 주변은 초기에는 해상에 보관했으나, 부식 등의 위험으로 육상으로 인양되어 보관되고 있다. 일본해 환경 보전을 위해 일본 정부도 자금 지원을 하고 있다.[56]
미국 해군은 신조 함정 원자로에 고농축 우라늄을 사용한 연료봉을 사용하여 연료 수명을 함정 수명과 동일하게 하고 있다.[59] 그러나 고농축 우라늄 사용은 핵확산금지조약에 저촉되므로 비핵보유국은 이 방법을 사용할 수 없다.
원자력 잠수함 보유는 지역 군사 균형을 크게 변화시키기 때문에[60][61], 보유국은 동맹국이라도 기술 제공에 신중하며,[60] 모든 요소 기술을 자체 개발할 수 없는 경우 보유 자체가 어렵다.[62]
4. 기술
기존 잠수함과 핵잠수함의 주된 차이점은 발전 방식이다. 핵잠수함은 원자로를 사용하여 동력을 얻는다. 핵잠수함은 프로펠러 축에 연결된 전동기에 전력을 공급하거나, 원자로의 열을 이용하여 증기를 발생시켜 증기터빈을 구동한다(참고 원자력 선박 추진). 잠수함에 사용되는 원자로는 일반적으로 더 작은 원자로에서 많은 양의 전력을 생산하고, 연료 재장전 간격을 더 길게 하기 위해 고농축 연료(종종 20% 이상)를 사용한다. 잠수함의 압력선체 내부에 원자로가 위치해 있기 때문에 연료 재장전은 어렵다. 또한, 지금까지 잠수함에 사용된 거의 모든 원자로는 가압 경수로 방식이다.[19]
원자로는 공기 질 유지, 해수를 증류하여 담수 생산, 온도 조절 등 잠수함의 다른 시스템에도 전력을 공급한다. 현재 사용 중인 모든 해군 원자로는 비상시 디젤 발전기를 백업 전력 시스템으로 함께 사용한다. 이 엔진은 원자로 붕괴열 제거를 위한 비상 전력과 비상 추진 장치에 충분한 전력을 공급할 수 있다. 잠수함은 최대 30년간 운용할 수 있는 원자력 연료를 적재할 수 있다. 수중 작전 시간을 제한하는 유일한 요소는 승무원의 식량 공급과 잠수함의 유지보수이다.
스텔스 기술 측면에서 핵잠수함의 약점은 잠수함이 움직이지 않을 때도 원자로를 냉각해야 한다는 점이다. 원자로 출력 열의 약 70%는 해수로 방출된다. 이로 인해 밀도가 낮은 따뜻한 물 기둥인 "열흔(thermal wake)"이 생성되고, 해수면으로 상승하여 열화상 시스템(예: FLIR)으로 관측 가능한 "열 흔적(thermal scar)"을 만든다.[20] 또 다른 문제는 원자로가 항상 작동하여 증기 소음이 발생하고(소나로 감지 가능), 원자로 냉각재 순환에 사용되는 원자로 펌프도 소음을 발생한다는 점이다. 반면 기존 잠수함은 거의 무소음으로 전동기를 사용하여 이동할 수 있다.
일반적으로 원자로의 냉각계는 안전을 위해 여러 개 설치된다. 원자력 항공모함의 경우 1척당 2기 이상의 원자로를 갖추고 있는 반면, 원자력 잠수함은 1기 또는 많아야 2기이다.
원자력 잠수함의 원자로 형식은 지금까지 일부 예외를 제외하고는 가압수형 원자로(PWR)뿐이다. 다른 대표적인 원자로 형식인 비등수형 원자로(BWR)는 채택된 적이 없다. 이는 잠수함의 경우 해양 상태, 기상, 함의 기동에 따라 선체가 흔들리거나 기울어질 가능성이 있으며, 비등수형 원자로에서는 냉각수가 원자로 노심을 충분히 식힐 수 없는 상황이 우려되기 때문이다. 가압수형 원자로는 비등수형 원자로에 비해 증기 발생기, 가압수를 순환시키는 강력한 순환 펌프 및 고압 배관, 2차 냉각수를 위한 펌프 및 배관 등 몇 가지 기계 요소를 추가해야 한다. 따라서 가압수형 원자로는 구조가 복잡해지지만, 1차 냉각수 계통과 2차 냉각수 계통이 분리되어 있어 2차계의 증기 터빈이나 복수기 등 보조 기기의 점검 정비를 방사선 위험으로부터 멀리 떨어진 위치에서 수행할 수 있다는 장점이 있다. 그러나 1차 냉각수가 누출된 경우에는 이 장점이 적용되지 않으며, 특히 증기 발생기는 복잡하고 취약한 배관 구조를 가지고 있어 방사능 누출 사고의 원인이 되기 쉽다. 실제로 초기 원자력 잠수함에서는 신뢰성이 낮아 이러한 구조가 종종 사고의 원인이 되었다.
원자력 잠수함 내의 원자로는 납 등이 포함된 전용 내압 격벽으로 구획된 원자로 구획 내부에 설치되어 있다. 이는 인체에 유해한 방사선을 차폐하여 선내의 다른 영역을 안전하게 유지하기 위한 것이다. 원자로 구획은 함의 후미 쪽에 설치되는 경우가 많으며, 함의 주요 부분을 차지하는 전방과 터빈이나 조타 장치 등이 있는 후방을 연결하기 위해 납 등으로 방호된 좁은 통로가 원자로 구획의 상부나 측면을 관통하고 있다.[57]
5. 운용 현황
- 영국
:* 트라팔가급 공격 잠수함
:* 뱅가드급 탄도미사일 잠수함 - 2021년 기준 4척이 운용 중이었다.[31]
:* 어슈트급 공격 잠수함
:* 개발 중
::* 드레드노트급 탄도미사일 잠수함 - 2030년대 초부터 뱅가드급 탄도미사일 잠수함을 대체할 예정이다.[32]
::* SSN-AUKUS 공격 잠수함
- 미국
:* SCB-121: 스케이트급 공격 잠수함
:* SCB-154: 스킵잭급 공격 잠수함
:* SCB-180A: 조지 워싱턴급 탄도 미사일 잠수함
:* SCB-180: 이선 앨런급 탄도 미사일 잠수함
:* SCB-188: 쓰레셔-퍼밋급 공격 잠수함
:* SCB-188A: 스터전급 공격 잠수함
:* SCB-216: 라파예트급 탄도 미사일 잠수함
:* SCB-216: 제임스 매디슨급 탄도 미사일 잠수함
:* SCB-216: 벤자민 프랭클린급 탄도 미사일 잠수함
:* ''NR-1''
- 소련
:* 627 프로젝트(11월) 공격 잠수함
:* 645 프로젝트 시험 공격 잠수함 ''K-27''
:* 658 프로젝트(호텔) 탄도 미사일 잠수함
:* 659/675 프로젝트(에코) 순항 미사일 잠수함
:* 661 프로젝트(파파) 공격 잠수함
:* 667 프로젝트(양키) 탄도 미사일 잠수함
:* 667B 프로젝트, 무레나(델타 I) 탄도 미사일 잠수함
:* 667BD 프로젝트, 무레나-M(델타 II) 탄도 미사일 잠수함
:* 670 프로젝트(찰리) 순항 미사일 잠수함
:* 671 프로젝트(빅터) 공격 잠수함
:* 678 프로젝트(X-레이) 연구 잠수정
:* 685 프로젝트(마이크) 공격 잠수함 K-278 ''콤소몰레츠''
:* 705 프로젝트(알파) 공격 잠수함
:* 941 프로젝트(타이푼) 탄도 미사일 잠수함
- 영국
:* 밸리언트급 공격 잠수함
:* 레졸루션급 탄도미사일 잠수함
:* 처칠급 공격 잠수함
:* 스위프트셔급 공격 잠수함
- 프랑스
:* 르뒤타블급 탄도미사일 잠수함
- 인도
:* INS 차크라호(소련 찰리급 잠수함)
:* INS 차크라 2호(러시아 아쿠라급 잠수함)
| 국가 | 운용 중 |
|---|---|
| 미국 | |
| 영국 | |
| 인도 | |
| 프랑스 | |
| 러시아 | |
| 중국 |
6. 사고
세계에서 가장 심각한 원자력 및 방사능 사고 사망자 수 중 일부는 핵잠수함 사고와 관련이 있다. 현재까지 이러한 사고들은 모두 전 소비에트 연방의 잠수함이었다.[43][49][42] 원자력 잠수함에서 원자로 손상 및 방사능 누출로 이어진 원자로 사고는 다음과 같다.[43][44]
| 잠수함 | 연도 | 사고 내용 |
|---|---|---|
| K-8 | 1960년 | 냉각재 상실 사고를 겪었으며, 상당한 방사능이 누출되었다.[45] |
| K-14 | 1961년 | 원자로 구획이 "원자로 보호 시스템 고장"으로 인해 교체되었다. |
| K-19 | 1961년 | 냉각재 상실 사고로 8명이 사망하고 30명 이상이 방사선 과다 노출되었다.[46] 잠수함에서 발생한 사건은 영화 K-19: 윈도우메이커에서 극화되었다. |
| K-11 | 1965년 | 원자로 용기 헤드를 들어 올리는 동안 연료 보급 중 두 개의 원자로가 손상되었다. 원자로 구획은 1966년 노바야 제믈랴 동쪽 해안 카라 해에서 침몰되었다. |
| K-27 | 1968년 | 액체금속(납-비스무트) 냉각 VT-1 원자로 중 하나에서 원자로 코어 손상을 경험하여 9명이 사망하고 83명이 부상을 입었다. 1982년 카라 해에서 침몰되었다.[43] |
| K-140 | 1968년 | 조선소 작업 중 제어되지 않은 자동 출력 증가로 원자로가 손상되었다.[47] |
| K-429 | 1970년 | 잠수함 원자로의 제어되지 않은 기동으로 화재가 발생하고 방사능이 누출되었다.[47] |
| K-116 | 1970년 | 함포 원자로에서 냉각재 상실 사고를 겪었으며, 상당한 방사능이 누출되었다. |
| K-64 | 1972년 | 최초의 알파급 액체금속 냉각 원자로가 고장났으며, 원자로 구획은 폐기되었다. |
| K-222 | 1980년 | 파파급 잠수함은 선원들이 점심 식사를 위해 떠난 동안 조선소에서 정비 중 원자로 사고를 겪었다.[47] |
| K-123 | 1982년 | 알파급 잠수함 원자로 코어가 액체금속 냉각제 누출로 손상되었으며, 잠수함은 8년간 운영 중단되었다.[47][48] |
| K-431 | 1985년 | 연료 보급 중 원자로 사고로 10명이 사망하고 49명이 방사선 부상을 입었다.[49] |
| K-219 | 1986년 | 미사일 발사관에서 폭발 및 화재가 발생하여 결국 원자로 사고로 이어졌다. 20세의 수병인 세르게이 프레미닌은 선상 원자로 중 하나를 확보하기 위해 자신의 목숨을 희생했다. 잠수함은 3일 후 침몰했다. |
| K-192 | 1989년 | 우현 원자로 루프 파손으로 인해 냉각재 상실 사고를 겪었다. |
| 1963년 | 129명의 승조원과 조선소 직원이 탑승한 채 심해 잠수 시험 중 침몰했다. 이후 조사 결과, 브레이징된 파이프 이음새의 파손과 밸러스트 밸브의 결빙으로 인해 수면으로 부상하지 못한 것으로 결론지어졌습니다. 이 사고는 미국 해군 함대의 안전 개선을 위한 계기가 되었다. 트레셔는 100명 이상의 사망자가 발생한 단 두 척의 잠수함 중 첫 번째 잠수함이며, 2000년 러시아 쿠르스크의 118명 사망 사건이 뒤를 이었습니다. | |
| K-3 | 1967년 | 최초의 소련 핵잠수함이 유압 시스템 관련 화재로 39명의 선원이 사망했다. |
| 1968년 | 해상에서 침몰했으며, 침몰 시 압력에 의한 내파로 인한 것으로 추정된다. 스콜피온이 압착 깊이까지 침강한 원인은 알려지지 않았다. | |
| 1969년 | 조선소에 정박 중 부적절한 밸러스트로 인해 침몰했다. 잠수함은 결국 완성되어 취역했다. | |
| K-8 | 1970년 | 화재와 예인 사고로 잠수함이 침몰하여 탑승 중이던 52명의 승조원 전원이 사망했다. |
| K-56 | 1973년 | 다른 소련 선박과의 충돌로 배터리실이 침수되어 염소 가스로 인해 많은 승조원이 사망했다. |
| K-429 | 1983년 | 부적절한 잠수 준비와 조선소의 실수로 인한 침수로 해저에 침몰했지만 나중에 인양되었다. 16명의 승조원이 사망했다. |
| K-278 콤소몰레츠 | 1989년 | 화재로 인해 바렌츠해에서 침몰했다. |
| K-141 쿠르스크 | 2000년 | 승조원 118명 전원이 탑승한 채 해상에서 침몰했다. 일반적으로 받아들여지는 이론은 함미 어뢰 발사관에서 과산화수소 누출로 인해 어뢰 탄두가 폭발했고, 그로 인해 약 2분 후 다른 여러 탄두가 연쇄 폭발했던 것으로 여겨진다. |
| 에히메 마루와 USS 그린빌 | 2001년 | 미국의 잠수함이 일본의 훈련선 아래에서 수면으로 부상했다. 충돌로 인해 일본 선박이 침몰하면서 일본 승조원, 학생, 교사 9명이 사망했다.[50] |
| K-159 | 2003년 | 폐기처분을 위해 예인되던 중 바렌츠해에서 침몰하여 9명의 승조원이 사망했다. |
| 2005년 | 태평양에서 해산에 충돌했다. 승조원 1명이 사망하고 23명이 부상했다. | |
| 2012년 | 조선소에 정박 중 방화범에 의해 잠수함의 함미가 파괴되어 약 7억달러의 수리비가 소요되는 피해가 발생했다. 초기에는 수리가 계획되었으나 예산 삭감으로 인해 결국 폐기되었다.[51] |
7. 미래
중국은 095형 공격 잠수함과 096형 탄도미사일 잠수함을 개발하고 있다.
러시아 해군은 2027년에 포세이돈(Status-6 Oceanic Multipurpose System)이라는 핵추진 핵무장 무인잠수정을 도입할 계획이다.[52][53] 공개된 자료에 따르면, 이 무기는 소형 원자로를 사용하며, 최대 시속 130km로 이동할 수 있지만, 대부분의 임무 기간 동안에는 음향 탐지를 피하기 위해 훨씬 느린 속도로 이동할 것으로 예상된다. 특수 설계된 벨고로드급 잠수함에서 발사되어 대형 연안 도시를 타격하는 2차 공격 무기로 사용될 것으로 예상된다(포세이돈의 초기 시험은 디젤 전기 잠수함인 사로프에서 실시되었다). 무인잠수정을 SSBN 대신 2차 공격 무기로 사용하는 주요 장점은 SSBN 승무원의 생존을 보장할 수 있다는 점이다. 만약 2차 공격 핵미사일이 SSBN에서 직접 발사된다면, 잠수함의 위치가 노출되어 다른 잠수함, 수상함 또는 지상에서 발사되는 순항 미사일 또는 탄도 미사일에 의한 3차 공격으로 신속하게 파괴될 수 있다. 그러나 무인잠수정이 핵탄두를 전달하는 경우, 모함의 위치는 알 수 없으며, 모함은 3차 공격에서 생존할 가능성이 높다. 2024년 현재 다른 어떤 국가도 이와 유사한 무기를 개발하고 있다는 사실이 알려지지 않았다.[54]
미국은 콜럼비아급 잠수함을 개발하고 있다. 이 잠수함은 16개의 미사일 발사관을 갖추고 있으며, 2031년에 첫 순찰 임무를 수행할 것으로 예상된다. 약 42년의 수명을 가진 이 급의 잠수함 12척이 취역할 예정이다.[55]
8. 대한민국과 핵추진 잠수함
일본에서는 원자력 잠수함 도입에 대한 논의가 여러 차례 있었다.
1958년 가와사키 중공업은 원자력 잠수함 건조 비용에 대한 보고서를 작성했는데, 당시 공격형 원자력 잠수함 1척 건조 비용은 재래식 잠수함 10척에 해당한다고 추산되었다.[65] 1960년 나카소네 야스히로 과학기술청 장관은 "일본은 원자력 잠수함을 만들 능력도 의지도 없다"고 언급하며, 상업적 수지 타산이 맞아야 한다는 점을 강조했다.[66]
1986년 해상자위대는 미국 해군에 원자력 잠수함 도입 의향을 비공식적으로 타진하는 등 구체적인 검토에 들어갔다. 당시 일본 주변의 잠수함 대부분이 원자력 잠수함이었고, 환태평양 연합훈련(림팩)에서 미 해군 원자력 잠수함에 비해 속도가 느린 재래식 잠수함의 한계가 드러났기 때문이다.[67] 해상막료부는 원자력 추진 부분만 외국에서 구입하여 통합하는 방안도 검토했지만, 원자력 기본법의 평화 목적 제한 조항과 국내 여론 때문에 어려움을 겪었다.[67]
2004년 방위 계획의 대강 작성 시, 방위성은 중국 잠수함 전력 현대화에 대응하기 위해 해상자위대의 원자력 잠수함 보유를 검토했지만, 법적, 기술적, 운용적 문제로 시기상조라고 판단했다.[68]
2008년 이시바 시게루 농림수산상은 "일본은 원자력 잠수함을 가져야 한다"는 논문을 발표했고,[69] 2022년 국민민주당 타마키 유이치로 대표는 안보 정책과 관련하여 원자력 잠수함 보유 검토를 주장했다.[70]
8. 1. 도입 찬성론
일본에서는 1958년 가와사키 중공업이 원자력 잠수함 건조 비용에 대한 보고서를 작성했는데, 당시 공격형 원자력 잠수함 1척 건조 비용은 재래식 잠수함 10척에 해당한다고 추산되었다.[65] 1960년 나카소네 야스히로 과학기술청 장관은 "일본은 원자력 잠수함을 만들 능력도 의지도 없다"고 언급하며, 상업적 수지 타산이 맞아야 한다는 점을 강조했다.[66]1986년 해상자위대는 원자력 잠수함 도입을 구체적으로 검토하기 시작했다. 당시 일본 주변의 잠수함 대부분이 원자력 잠수함이었고, 환태평양 연합훈련(림팩)에서 미 해군 원자력 잠수함에 비해 속도가 느린 재래식 잠수함의 한계가 드러났기 때문이다.[67] 해상막료부는 원자력 추진 부분만 외국에서 구입하여 통합하는 방안도 검토했지만, 원자력 기본법의 평화 목적 제한 조항과 국내 여론 때문에 어려움을 겪었다.[67] 군사 분석가 오가와 카즈히사는 해상자위대의 원자력 잠수함 도입 검토가 방위력 독립 지향과 미일 관계 변화와 관련이 있다고 분석했다.[67]
2004년 방위 계획의 대강 작성 시, 방위성은 중국 잠수함 전력 현대화에 대응하기 위해 해상자위대의 원자력 잠수함 보유를 검토했지만, 법적, 기술적, 운용적 문제로 시기상조라고 판단했다.[68]
2008년 이시바 시게루 농림수산상은 "일본은 원자력 잠수함을 가져야 한다"는 논문을 발표했고,[69] 2022년 국민민주당 타마키 유이치로 대표는 안보 정책과 관련하여 원자력 잠수함 보유 검토를 주장했다.[70]
8. 2. 도입 반대론
1958년 일본 제국 해군 시절부터 재래식 동력 잠수함 건조 실적을 쌓아 온 가와사키 중공업은 원자력 잠수함 건조 시 비용, 필요 설비 등에 대한 81페이지 분량의 보고서를 작성했고, 후에 이 보고서 내용이 공개되었다. 이 보고서에 따르면 당시 추산으로 공격형 원자력 잠수함 1척 건조에는 재래식 동력 잠수함 10척 분의 자금이 필요하다는 결론이 나왔다고 한다.[65]1960년 3월 11일 중의원 내각위원회에서 당시 나카소네 야스히로 과학기술청 장관은 미국이 풍부한 원자력 추진 함정 건조 실적을 바탕으로 상업용 원자력 선박인 "사바나"를 건조한 것과 비교하여 "일본은 원자력 잠수함을 만들 능력도 의지도 없습니다. 따라서 역시 상업적 수지 타산이 맞는다는 것이 매우 중요합니다."라고 답변했으며, 상업화에 의해 비용 문제가 해결되지 않는 한 " (원자력 잠수함을 건조할지 말지 여부의) 정치적 영향력이 작용할 여지가 없다"고 말했다.[66]
1986년 해상자위대는 원자력 잠수함 도입에 대해 구체적인 검토에 들어갔으며, 미국 해군에 비공식적으로 원자력 잠수함 도입 의향을 타진하여 쇼와 66년도(헤이세이 3년도) 이후의 중기 방위력 정비 계획에 포함시키려고 했다. 핵미사일이나 핵어뢰 탑재형이 아닌 비핵 공격형 원잠을 검토 대상으로 했다. 당시 일본 주변에 있는 외국 잠수함의 대부분이 원자력 잠수함이라는 상황에서 해자위 내부에서는 "작전 행동을 하려면 재래식 잠수함으로는 이미 한계"라는 목소리가 강해지고 있었다. 해자위는 1986년 5월부터 6월에 걸쳐 중부 태평양에서 실시된 림팩 86(환태평양 연합훈련)에 처음으로 "다카시오"를 파견했지만, 미국 해군의 원잠에 비해 속도가 느려 "재래식 잠수함의 한계가 명백해졌다"(해자위 간부)라는 목소리가 나왔다. 이 때문에 해상막료부는 원잠 도입을 검토해야 할 시점이라고 판단했다고 한다. 원잠 도입에는 미국의 동의가 중요하기 때문에, 해막 간부가 미국 해군 간부에게 원잠 도입 의향을 전달하고 비공식적으로 의견을 구했지만, 미국 해군 측은 해자위에 구체적인 반응을 보이지 않았다. 일본 최초의 원자력선 "무쓰"가 교착 상태에 빠져 있는 가운데 국내에서의 원잠 개발은 어려운 상황에 있었기 때문에, 해막은 원자력 추진 부분만 외국에서 구입하여 해자위의 잠수함에 통합하는 방법도 검토했다. 원자력 이용에 대해서는 원자력 기본법에 "평화 목적에 한정한다"고 명시되어 있지만, 방위청은 "추진력으로서 원자력이 보편화되면 사용해도 동법에 위반되지 않는다"는 입장을 취하고 있으며, 해막은 "원잠은 세계적으로도 주류가 되고 있으며, 추진력으로 사용하는 것만으로는 문제없을 것이다"라고 판단하고 있다. 해자위는 쇼와 65년도(헤이세이 2년도)까지의 중기 방위에서는 이지스함(콩고형 호위함)을 2척 도입하는 것을 계획하고 있었고, 차기 중기 방위에서 원잠 도입을 포함시키고 싶어했다. 그러나 방위청 내국은 "선박의 추진력으로서 원자력이 보편화되었다고는 아직 말할 수 없다. 지금은 원잠 도입을 생각하고 있지 않다"고 하여 해막의 움직임을 견제하고 있다. 이전에도 해자위가 원잠 도입 검토를 시작했을 때 국회에서 문제가 되어 원잠 도입 계획이 중단된 적이 있었다. 따라서 해막은 이번 원잠 도입 계획을 공개적으로 검토하는 것을 피하고 있었다.[67]
2004년 방위 계획의 대강 작성 시 방위청의 "방위력의 있음새 검토 회의"에서 중국이 잠수함 전력의 현대화를 급속히 진행하고 있는 것에 대항하기 위해 해상자위대의 원자력 잠수함 보유 여부가 검토되었다. 헤이세이 16년 12월에 방위 대강을 작성하는 데 맞춰 방위청에서는 헤이세이 13년 9월에 "방위력의 있음새 검토 회의"가 설치되었고, 그때 "일본 독자적인 원자력 잠수함 보유의 가능성"이 검토되었다. 검토 대상이 된 것은 SLBM을 탑재하여 "핵 억제"를 담당하는 "전략 원잠"이 아니라 함선 공격용 "공격형 원잠"이었으며, 일본이 자주 개발하는 방안과 미국에서 도입하는 방안이 검토되었다. 방위청 간부에 따르면 "방위력의 있음새 검토 회의"에서는 원자력의 평화 이용을 규정한 원자력 기본법과의 법적 일치성이나 일본 독자적으로 잠수함용 원자로를 개발할 수 있는지 여부 등의 기술론 외에 운용 면에도 깊이 들어간 논의가 이루어졌다고 한다. 16대강에서는 잠수함은 16척 체제를 유지하기로 되었기 때문에, 그 상한선 내에서 원잠을 보유할 경우 해자위의 잠수함 전력 전체의 경계 감시 임무에 미치는 영향이나 승무원 확보책과 훈련 방법 등도 종합적으로 검토한 결과, 원잠 도입은 시기상조라고 판단했다고 한다.[68]
2022년 국민민주당의 타마키 유이치로 대표는 최근의 긴박한 안보 정책과 관련하여 잠수함 발사 탄도 미사일(SLBM)에 의한 공격에 대응하려면 장기간의 잠항이 불가능한 자위대의 디젤형 잠수함으로는 불충분하다고 지적하고, 동등한 잠항이 가능한 원자력 잠수함의 보유를 검토해야 한다는 의견을 밝혔다.[70]
8. 3. 더불어민주당의 입장
- 아리한트급 잠수함 - 탄도 미사일 잠수함
- ''아리한트''급 잠수함 - 2척 건조 중.[35][36]
- 프로젝트 75 알파 - 공격 잠수함
- INS ''차크라 III'' - 공격 잠수함.[37]
- S5급 - 탄도 미사일 잠수함.[38]
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