캐슬 브라보
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1. 개요
캐슬 브라보는 1954년 미국이 비키니 환초에서 실시한 핵실험으로, 실용적인 수소폭탄 개발을 목표로 진행되었다. 실험 결과 예상보다 훨씬 큰 15Mt의 폭발력을 기록하며, 주변 지역에 심각한 방사능 낙진 피해를 입혔다. 이로 인해 인근 섬 주민들과 일본 어선 제5복룡환의 선원들이 피폭되었으며, 일본 내 반핵 운동을 촉발하고 고질라와 같은 대중문화에도 영향을 미쳤다. 미국 정부의 부적절한 대응과 은폐 의혹, 그리고 핵무기의 위험성을 전 세계에 알리는 계기가 되었으며, 국제적인 핵실험 금지 운동을 촉발했다.
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| 캐슬 브라보 | |
|---|---|
| 개요 | |
![브라보 실험의 폭발 및 뒤이은 [[버섯 구름]]](https://cdn.onul.works/wiki/noimage.png) | |
| 명칭 | Castle Bravo (캐슬 브라보) |
| 국가 | 미국 |
| 실험 시리즈 | 캐슬 작전 |
| 실험 장소 | 비키니 환초 |
| 좌표 | (11°41′50″N 165°16′19″E) |
| 날짜 | 1954년 3월 1일 |
| 실험 종류 | 대기권 |
| 위력 | (TNT 환산 약 15 메가톤) |
| 이전 실험 | 업샷-노트홀 클라이맥스 |
| 다음 실험 | 캐슬 로미오 |
| 지도 유형 | 태평양 |
| 실험 장치 | |
| |
| 명칭 | SHRIMP (슈림프) |
| 종류 | 수소폭탄 |
| 제조사 | 로스앨러모스 국립 연구소 |
| 생산 날짜 | 1953년 10월 (GMT 기준) |
| 수량 | 1 |
| 변형 | TX-21C, TX-26 |
| 무게 | 10,659kg |
| 길이 | 455.93cm |
| 직경 | 136.90cm |
| 충전재 | 수소화 리튬6 |
| 충전재 무게 | 400kg |
| 위력 | TNT 환산 1500만 톤 |
| 비용 | 약 266만 6천 달러 (1954년 기준) |
| 기타 | |
2. 실험 배경 및 목적
캐슬 작전의 일환으로 1954년 5월까지 진행된 6차례의 핵실험 중 하나인 브라보 실험은 다음과 같은 중요한 의미를 지닌다.
- 브라보 실험의 성공은 폭격기에 탑재 가능한 실용적인 수소폭탄의 등장을 알렸다.
- 미국의 미흡한 위험 수역 설정으로 인해 제5복룡환을 비롯한 수백 척의 어선이 피폭되었으며, 롱겔라프 환초 등에도 죽음의 재가 쏟아져 2만 명 이상이 피폭된 것으로 알려졌다.[1]
- 실험이 진행된 섬은 사라지고, 깊이 120m, 직경 1.8km의 분화구가 생겼다.[1]
3. 폭탄 설계
브라보 실험에 사용된 'SHRIMP' 장치는 텔러-울람 설계를 기반으로 한 수소폭탄으로, 핵분열-융합-핵분열의 3단계로 작동했다.[56]
SHRIMP는 아이비 마이크 실험의 저온 액체 중수소(D2) 대신 중수화 리튬(LiD)을 핵융합 연료로 사용했다. 사용된 농축 리튬은 약 40%의 리튬-6과 나머지 리튬-7로 구성되었다.[11]
폭탄 설계의 주요 특징은 다음과 같다.
- 방사선 케이스 (호르룸): X선 반사율을 높이기 위해 천연 우라늄 라이너와 구리 코팅으로 제작되었다.[14][15]
- 방사선 채널: 1차에서 2차로 X선을 전달하는 통로이다.
- 붕소(B) 사용: 1차 핵분열 단계에서 나온 중성자에 의해 핵융합 연료 내 '점화 플러그'가 조기 폭발하는 것을 막기 위해 2차 핵융합 단계 주변에 붕소를 증착했다.[8]
이러한 설계를 통해 SHRIMP 장치는 15Mt의 폭발력을 기록했으며, 이는 미국 핵실험 중 가장 강력한 폭발이었다.
3. 1. 1차 시스템
로스앨러모스 국립 연구소에서 제작한 매우 소형의 MK 7 장치인 ''COBRA'' 중수소-삼중수소 가스 증폭 원자 폭탄이 1차 장치로 사용되었다.[8] 이 증폭 핵분열 장치는 ''업숏-노트홀'' ''클라이맥스'' 실험에서 시험되었으며, 열핵 폭탄에 적합한 1차 장치에 대한 동일한 질문을 탐구하도록 설계된 작전 시리즈 ''도미노''를 취소할 수 있을 정도로 성공적인 것으로 간주되었다.[8]폭축 시스템은 탬퍼 주변의 알루미늄 푸셔 쉘을 제거하고, 더 컴팩트한 링 렌즈를 사용하여 상당히 가벼웠다.[7] MK 7의 내부 폭약 물질은 조성 B보다 밀도가 높아 더 작은 부피에서 동일한 양의 폭발력을 생성할 수 있는 사이클로톨 75/25로 변경되었다.[7] 복합 우라늄-플루토늄 ''COBRA'' 코어는 D형 피트에 부유되었다. ''COBRA''는 속이 빈 코어의 "새로운 원리"에 대한 설계 작업의 로스앨러모스의 최신 제품이었다.[8] 조립된 모듈은 약 834.61kg의 무게와 약 77.47cm의 너비를 가졌다.
3. 2. 2차 시스템 및 핵융합 연료
SHRIMP 장치는 기본 구성이 아이비 마이크 습식 장치와 동일했지만, 핵융합 연료의 종류가 달랐다. SHRIMP는 중수화 리튬(LiD)을 사용했고, 아이비 마이크는 저온 액체 중수소(D2)를 사용했다.''캐슬''에서 시험된 최종 버전은 부분적으로 농축된 리튬을 융합 연료로 사용했다. 천연 리튬은 리튬-6과 리튬-7 동위 원소의 혼합물이다(전자의 7.5%). ''브라보''에서 사용된 농축 리튬은 명목상 40%의 리튬-6이었다(나머지는 훨씬 더 흔한 리튬-7이었으며, 이는 비활성으로 잘못 추정되었다).[11] 연료 슬러그는 Li에서 37%에서 40%까지 농축도가 달랐으며, 농축도가 낮은 슬러그는 융합 연료 챔버의 끝 부분, 즉 1차에서 멀리 떨어진 곳에 배치되었다. 사용된 LiD 연료의 부피는 약 500L에 해당하며, 이는 약 390kg의 중수화 리튬에 해당한다(LiD의 밀도는 0.78201g/cm3이다).[12] 당시 혼합물의 가격은 약 4.54USD/g이었다. 융합 연소 효율은 25.1%에 가까웠으며, 이는 최초의 열핵 무기 세대가 달성한 최고 효율이다.[8]
위험 수역 설정이 불충분했던 것은 핵출력의 추정치를 잘못 계산했기 때문이라고 미국 측이 주장하고 있다. 추정치는 6MtonTNT이었지만, 실제로는 핵융합 연료인 중수소화 리튬 제조에 사용했던, 당시 고가였던 리튬-6의 대용품인 리튬-7이 고속 중성자에 의해 분열을 일으키고, 발생한 다량의 고속 중성자가, 본래는 핵반응에 관여하지 않아야 할 우라늄-238 외피(탬퍼)까지 핵분열시켜, 예상했던 것의 2.5배 정도인 15MtonTNT에 달했으며, 다량의 방사성 물질을 살포하게 되었다. 이는 설계를 담당한 로스앨러모스 국립연구소의 실수로 여겨진다.
3. 3. 간접 구동 방식
원통형 방사선 케이스(호르룸)는 천연 우라늄 라이너로 제작되었으며, 두께는 약 2.5cm였다. 내부 표면은 약 240μm 두께의 구리로 덮여 있었고, 0.08μm 두께의 구리 호일로 만들어져 호르룸의 반사율(알베도)을 높였다.[14][15] 구리는 반사 특성이 우수하고, 금과 같은 다른 반사 재료에 비해 가격이 저렴하여 대량 생산되는 수소 무기에 유용했다. 호르룸의 높은 반사율은 방사선의 각도에 따른 유리한 분포를 통해 단계 간 결합을 높여주었다. 호르룸 라이너는 산란체의 원자 번호(Z)가 증가함에 따라 흡수 확률이 증가하기 때문에 구리(또는 다른 장치에서는 금 또는 알루미늄)를 사용해야 했다.[16]
호르룸에는 두 가지 X선원이 있었다. 처음에는 지배적이고 펄스 상승 동안의 기본 조사 및 필요한 방사선 온도(''T'') 평탄도 동안 중요한 벽, 그리고 2차 소스가 적절하게 폭발하기 위해 일정한 ''T''이 필요했다.[16] 이 일정한 벽 온도는 압축을 유도하기 위한 증발 압력 요구 사항에 의해 결정되며, 평균적으로 약 0.4 keV(0.2에서 2 keV 범위)였다.[17][18] 벽 온도는 부스트 핵분열 동안 약 5.4 keV로 최고조에 달하는 1차 코어의 온도에 따라 달라졌다.[19][17] 벽 재료 자체의 손실로 인해 2차 푸셔로의 벽 재방사 X선 에너지에 해당하는 최종 벽 온도도 감소한다.[14]
천연 우라늄 못은 머리 부분이 구리로 덮여 있었으며, 방사선 케이스를 탄도 케이스에 부착했다. 못은 전단 하중을 더 잘 분산시키기 위해 이중 전단 구성으로 수직 배열로 볼트로 고정되었다. 방사선 케이스를 탄도 케이스에 부착하는 이 방법은 ''Ivy'' ''Mike'' 장치에서 처음 성공적으로 사용되었다. 방사선 케이스는 융합 반응을 시작하는 데 필요한 조건을 생성하는 데 사용된 1차 구조를 수용하는 포물선형 끝을 가지고 있었고, 다른 쪽 끝은 원통이었다.
우라늄 ''핵융합 탬퍼'' 사이의 공간과 케이스는 1차 구조에서 2차 구조 조립체로 X선을 전달하는 방사선 채널을 형성했다. 단계 간에 사용되는 기술은 ''채널 필러''(굴절 매체로 사용되는 광학 요소)[20]의 도입으로 수행되었다. 이 매체는 저분자량 탄화수소(아마도 메탄 가스)로 압출되거나 함침된 폴리스티렌 플라스틱 폼 채우기였으며, X선으로부터 저''Z'' 플라스마로 변환되었으며, 방사선을 채널링하는 것과 함께 고Z 표면에서 증발 전선을 변조했다.[20] 방사선 케이스에서 재방사된 X선은 2차 탬퍼의 외부 벽에 균일하게 침착되어 이를 외부에서 증발시켜 핵융합 연료 캡슐(핵융합 연료의 밀도와 온도를 증가)을 핵융합 반응을 유지하는 데 필요한 지점까지 구동해야 한다.[22]
증발 과정이 방사선 채널의 양쪽 벽에서 발생하므로, 우라늄 탬퍼의 두께도 2.5cm여서 호르룸의 양쪽 벽에 동일한 압력이 가해진다. 탬퍼 벽 표면의 여러 층이 증발하여 생성된 로켓 효과는 나머지 탬퍼에 남아 있는 동일한 질량의 우라늄을 안쪽으로 가속화하여 열핵심을 폭발시킬 것이다. 동시에, 호르룸 표면의 로켓 효과는 방사선 케이스를 바깥쪽으로 가속화할 것이다. 탄도 케이스는 폭발하는 방사선 케이스를 필요한 만큼 오랫동안 구속할 것이다.
3. 4. 붕소 사용
붕소(B)는 U와 Pu를 핵분열시키는 느린 중성자는 잘 흡수하지만, U를 핵분열시키는 빠른 중성자는 잘 흡수하지 못하는 특성이 있다. 이러한 특성 덕분에 2차 핵융합 단계 표면에 증착된 B는 1차 핵분열 단계에서 나온 중성자에 의해 핵융합 연료 내의 '점화 플러그'가 미리 폭발하는 것을 방지한다. 동시에 2차 핵융합 단계를 둘러싼 융합 탬퍼의 U가 나중에 핵분열하는 것은 방해하지 않는다.[8]붕소는 스퍼터링 효과를 차단하여 2차 핵융합 단계 주변의 압축 플라스마 압력을 증가시켜 더 높은 핵융합 효율을 얻는 데에도 기여했다. 2차 핵융합 단계를 케이스 내에 고정하는 구조적 폼에도 B가 첨가되어, 방사되는 중성자가 일부 손실되는 대신 더 높은 압축을 얻을 수 있었다.[8]
4. 실험 진행 및 결과
1954년 3월 1일 06시 45분(현지 시간, GMT로는 2월 28일 18시 45분)에 비키니 환초에서 실험이 진행되었다.[3] 장치는 비키니 환초의 나무 섬 근처 암초 위에 건설된 인공 섬의 "발사대"에 설치되었고, 고속 카메라를 포함한 상당한 수의 진단 장치가 발사대를 둘러싼 거울 타워 아치를 통해 이를 주시했다.
폭발로 지름 약 1981.20m, 깊이 약 76.20m의 분화구가 생겼다. ''캐슬 브라보''는 리틀 보이보다 약 1,000배 더 강력했다. ''캐슬 브라보''는 역사상 6번째로 큰 핵폭발로, 이보다 강력한 핵폭발은 약 50Mt의 차르 봄바, 24.2Mt의 실험 219, 그리고 노바야 제믈랴에서 1962년에 있었던 세 차례의 다른 (''실험 147'', ''실험 173'', ''실험 174'') 약 20Mt 규모의 소련 실험뿐이다.
브라보 실험의 성공은 폭격기에 탑재 가능한, 실용적인 수소폭탄의 등장을 의미했다. 그러나 미국의 부족한 위험 수역 설정으로 인해, 제5복룡환을 비롯한 수백 척의 어선이 피폭되었으며, 롱겔라프 환초 등에도 죽음의 재가 쏟아져 2만 명 이상이 피폭된 것으로 알려졌다.
4. 1. 예상치 못한 핵출력
실험 결과, 당초 예상했던 6Mt보다 훨씬 큰 15Mt의 폭발력을 기록했다.[3][22] 이는 핵융합 연료로 사용된 리튬-7이 예상과 달리 핵반응에 참여하여 더 많은 중성자와 삼중수소를 생성했기 때문이다.[32]일반적으로 리튬-6은 중성자를 흡수하여 알파 입자와 삼중수소를 방출하고, 이 삼중수소가 중수소와 융합하여 폭발력을 증가시킨다. 그러나 리튬-7은 2.47MeV 이상의 에너지를 가진 고에너지 중성자와 만나면 핵분열을 일으켜 알파 입자, 삼중수소 원자핵, 그리고 또 다른 중성자를 생성한다.[32]
결과적으로 예상보다 훨씬 많은 삼중수소가 생성되었고, 이 추가적인 삼중수소는 중수소와 융합하여 더 많은 중성자를 만들어냈다. 이렇게 생성된 중성자들은 우라늄 탬퍼의 핵분열을 크게 증가시켜 전체적인 폭발력을 증폭시켰다.[32]
리튬-6과 관련된 반응과 리튬-7이 존재할 때 발생하는 반응은 다음과 같다.
'''리튬-6 관련 반응'''
:1n + 6Li → 3H + 4He + 4.783 MeV
:6Li + 2H → 2 4He + 22.373 MeV
'''리튬-7 관련 반응'''
:7Li + 1n → 3H + 4He + 1n
:7Li + 2H → 2 4He + 1n + 15.123 MeV
4. 2. 폭발의 영향
브라보가 폭발했을 때 1초 이내에 지름이 거의 에 달하는 화구가 형성되었다. 이 화구는 떨어진 콰잘레인 환초에서도 보였다.[3] 폭발로 지름 , 깊이 의 분화구가 생겼다. 버섯 구름은 약 1분 만에 높이 , 지름 에 도달했으며, 10분도 안 되어 높이 , 지름 에 달했고, 이상의 속도로 팽창했다. 폭발의 결과로, 구름은 롱게릭 환초, 롱겔라프 환초, 우티릭 환초와 같은 주변의 작은 섬들을 포함하여 이상의 태평양을 오염시켰다.[30] 실험이 진행된 섬은 사라지고, 깊이 120m, 직경 1.8km의 분화구가 생겼다.
5. 피해 및 영향
캐슬 브라보 핵실험은 예상보다 강력한 폭발과 급격한 바람 변화로 인해 광범위한 피해를 낳았다. 다량의 낙진이 발생하여 주변 지역은 심각하게 방사능에 오염되었다.[33][34] 실험 당시 바람 조건을 고려하여 실험을 결정한 사람은 캐슬 작전의 과학 책임자 알빈 C. 그레이브스 박사였다. 그는 무기 폭발에 대한 전적인 권한을 가졌으며, 군사 사령관보다 상위에 있었다.
예상치 못한 낙진과 방사능은 실험 관련 선박과 인원에게도 영향을 미쳤다. 일본 어선 제5복룡환 선원들은 낙진에 노출되어 방사선병을 앓았고, 이는 국제적인 문제로 비화되었다.[48] 비키니 환초 에뉴 섬의 발사 팀도 낙진 때문에 대피해야 했다.[47][49] 미 해군 유조선 역시 낙진 범위 안에 들어가 방사능에 노출되었으나, 제염 조치는 취해지지 않았다.[50]
마셜 제도 주민들 역시 방사능 낙진의 영향을 받았다.[59] 높은 수준의 방사선에 노출된 주민들은 가벼운 방사선 질환을 겪었으며, 롱겔라프와 우트릭 주민들은 콰잘레인으로 대피했다.[61] 이후, 백혈병, 갑상선암 등 각종 암 발생률이 증가했고, 여성들의 생식 기능에도 영향이 있었던 것으로 추정된다.[63][64][65]
이 사건은 1954년 개봉한 괴수 영화 『고질라』 제작에 큰 영향을 미쳤으며, 일본 내에서 대규모 반핵 운동이 일어나는 계기가 되었다.
당시 수산청은 3월부터 8월까지 실험 구역과 그 주변에서 조업하던 선박을 시오가마항, 시바우라, 미사키 어항, 시미즈항, 야이즈 어항에 입항시켜 선체 및 어류 검사를 실시했다. 그 결과, 실험 해역과 주변의 요보고 구역 외에서 조업한 어류에서도 방사성 물질이 검출되어 폐기 처분되었다.
5. 1. 방사능 낙진 피해
천연 우라늄 템퍼의 핵분열 반응은 매우 불순하여 많은 양의 낙진을 생성했다. 예상보다 큰 위력과 바람의 급격한 변화가 결합되어 낙진 범위 내에 있는 사람들에게 매우 심각한 결과를 초래했다.
방사성 낙진은 동쪽으로 거주지인 롱겔라프와 롱게릭 환초로 확산되었고, 폭발 48시간 후에 대피했다.[36] 1957년, 원자력 위원회는 롱겔라프가 안전하다고 판단하여 82명의 주민이 섬으로 돌아가는 것을 허용했으나, 주민들은 이전 주식인 화살뿌리, 막목, 생선 등이 사라지거나 다양한 질병을 일으킨다는 것을 발견하고 다시 이동했다.[38] 결국, 15개의 섬과 환초가 오염되었고, 1963년까지 마셜 제도 원주민들은 갑상선 종양으로 고통받기 시작했으며, 브라보 당시 롱겔라프 어린이 29명 중 20명이 포함되었고, 많은 선천적 결함이 보고되었다. 섬 주민들은 1956년부터 오염 정도에 따라 미국 정부로부터 보상을 받았고, 1995년까지 핵 청구 재판소는 1,196명의 청구인에게 4320만달러를 지급했다.[37] 프로젝트 4.1이라는 의학 연구는 낙진이 섬 주민들에게 미치는 영향을 연구했다.[37]
대기 낙진 플룸이 동쪽으로 이동했지만, 낙진이 물에 떨어진 후에는 북서쪽과 남서쪽을 포함한 여러 방향으로 해류에 의해 운반되었다.[40]
실험 이후, 미국 에너지부는 마셜 제도 주민 253명이 방사성 낙진의 영향을 받았다고 추정했다.[59] 이 실험으로 주변 인구는 다양한 수준의 방사선에 노출되었으며, 캐슬 브라보 실험으로 인한 낙진 수준은 역사상 최고치이다.[60] 실험 부지 인근 주민들은 높은 수준의 방사선에 노출되어 메스꺼움, 구토, 설사 등의 가벼운 방사선 질환을 겪었다. 예상치 못한 폭발력과 변화하는 바람의 패턴으로 인해 방사성 낙진 일부가 롱겔라프와 우트릭에 흩날렸고, 52시간 이내에 롱겔라프의 86명과 우트릭의 167명이 의료 지원을 위해 콰잘레인으로 대피했다.[61] 몇 주 후, 많은 사람들이 탈모와 피부 병변으로 고통받기 시작했다.[62]
낙진 노출은 백혈병과 갑상선암 등 여러 유형의 암 발생 가능성을 높이는 것과 관련이 있다.[63][64] 요오드-131 수치와 갑상선암 사이의 관계는 여전히 연구 중이며, 낙진 노출 수준과 갑상선 기능 저하증 같은 갑상선 질환과의 상관관계도 있다. 방사성 핵종에 상당량 노출된 마셜 제도 인구는 암 발병 위험이 훨씬 더 크다.[64]
방사선 수치와 여성 생식 기능 사이에는 연관성이 있는 것으로 추정된다.[65]
미국 정부의 부적절한 대응으로 피폭자 수가 증가했으며, 특히 당시 마셜 제도 주민에 대한 처우는 "사실상의 생체 실험이 아니냐"는 비판을 받았다.
5. 2. 제5복룡환 피폭 사건
일본 어선 다이고 후쿠류 마루일본어(제5복룡환)는 낙진에 직접적으로 노출되었고, 이로 인해 선원들 중 다수가 방사선병으로 고통받게 되었다. 한 선원은 급성 방사선 노출 후 6개월 만에 2차 감염으로 사망했고, 다른 선원은 사산된 기형아를 낳았다.[41] 이는 국제적인 사건으로 비화되었고, 일본인들이 다시 한 번 미국의 핵무기에 의해 피해를 입게 되면서 방사능에 대한 일본의 우려를 다시 불러일으켰다.[22] 미국의 공식 입장은 원자폭탄의 위력 증강이 방사능 방출의 동등한 증가를 동반하지 않았다는 것이었고, 선원들이 방사성 낙진에 영향을 받았다는 것을 부인했다.[41] 하지만 어선에서 데이터를 수집한 일본 과학자들은 이에 동의하지 않았다.조지프 로트블랫 경은 런던의 세인트 바르톨로뮤 병원에서 테스트로 인한 낙진에 의한 오염이 공식적으로 발표된 것보다 훨씬 심각하다는 것을 입증했다. 로트블랫은 폭탄이 3단계로 구성되었으며, 폭발 마지막 단계의 핵분열 단계에서 방사능 양이 천 배나 증가한다는 것을 보여주었다. 로트블랫의 논문은 언론에 의해 다루어졌고, 일본 내의 항의는 외교 관계가 악화될 정도로 심화되었으며, 일부에서는 이 사건을 "두 번째 히로시마"라고 칭하기도 했다.[42] 그럼에도 불구하고, 일본과 미국 정부는 신속하게 정치적 합의를 이루어 일본에 1530만달러의 보상금을 지급했으며,[43] 생존 피해자들은 각각 약 200만엔(5550USD)을 받았다.[44] 또한 피해자들에게 히바쿠샤 지위를 부여하지 않기로 합의했다.
제5복룡환의 피폭은 일본 국내에서 반향을 일으켜, 큰 반핵 운동이 되었다. 또한, 1954년 공개된 괴수 영화 『고질라』의 제작에 이 사건이 큰 영향을 미치고 있다. 매년 브라보 실험이 있었던 3월 1일에는 비키니 데이의 반핵 이벤트가 개최되고 있다.
미국 정부의 부적절한 대응으로 피폭자 수가 증가했으며, 특히 당시 마셜 제도 주민에 대한 처우는 "사실상의 생체 실험이 아니냐"는 비판이 있다.
또한, 제5복룡환의 피폭을 축소하기 위해 미국의 국가안보회의 작전 조정 위원회(OCB)는 "수소 폭탄 및 관련 개발에 대한 일본인의 부정적인 태도를 상쇄하기 위한 미 정부의 행동 목록"(1954년 4월 22일 기안)에서 과학적 대책으로 "일본인 환자의 발병 원인은 방사능보다 오히려 산호 먼지의 화학적 영향으로 한다"고 명시했다. "방사선의 영향을 받은 일본의 어부가 사망하는 경우, 미일 합동의 병리 해부 및 사인에 대한 공동 성명 발표 준비를 포함한 비상 사태 대책안을 마련한다"고 했다. 실제로 같은 해 9월 제5복룡환의 쿠보야마 아이키치 무선장(당시 40세)이 사망했을 때, 일본인 의사단은 사인을 "방사능증"으로 발표했지만, 미국은 현재까지 "방사선이 직접적인 원인이 아니다"라는 견해를 유지하고 있다[73]。
5. 3. 미국의 대응 및 은폐 의혹
미국 정부는 초기에는 방사능 피해를 축소하려 했다. 제5복룡환 선원들의 피폭 원인을 방사능이 아닌 다른 요인으로 돌리려는 시도를 했다.[73] 미국의 공식 입장은 원자폭탄의 위력 증강이 방사능 방출의 동등한 증가를 동반하지 않았다는 것이었고, 선원들이 방사성 낙진에 영향을 받았다는 것을 부인했다.[41] 그러나 어선에서 데이터를 수집한 일본 과학자들은 이에 동의하지 않았다.조지프 로트블랫 경은 런던의 세인트 바르톨로뮤 병원에서 테스트로 인한 낙진에 의한 오염이 공식적으로 발표된 것보다 훨씬 심각하다는 것을 입증했다. 로트블랫은 폭탄이 3단계로 구성되었으며, 폭발 마지막 단계의 핵분열 단계에서 방사능 양이 천 배나 증가한다는 것을 보여주었다.
이러한 상황에도 불구하고, 일본과 미국 정부는 신속하게 정치적 합의를 이루어 일본에 1530만달러의 보상금을 지급했으며,[43] 생존 피해자들은 각각 약 200만엔(1954년 당시 5550USD)을 받았다.[44] 또한 피해자들에게 히바쿠샤 지위를 부여하지 않기로 합의했다.
실험 후 미국 정부의 부적절한 대응으로 피폭자 수가 증가했으며, 특히 당시 마셜 제도 주민에 대한 처우는 "사실상의 생체 실험이 아니냐"는 비판이 있다.
5. 4. 국제적 영향 및 핵실험 금지 운동
캐슬 브라보 실험으로 인한 방사성 낙진은 호주, 인도, 일본, 미국, 유럽 일부 지역까지 퍼져나갔다. 이 실험은 비밀리에 진행되었지만, 곧 국제적인 사건으로 비화되어 열핵무기 대기 중 시험 금지를 요구하는 목소리가 높아졌다.[51]캐슬 작전 이후 전 세계에 점착 필름 관측소가 설치되어 낙진을 감시했다. 기상 데이터가 부족했음에도 불구하고, 대류권의 흐름 패턴과 관측된 낙진 사이의 연관성이 나타났다. 낙진은 주로 열대 지역에 머물렀고, 일부는 기상 이변과 함께 온대 지역으로 유입되었다. 미국 남서부는 열대 지역 외 지역 중 가장 많은 낙진량을 기록했는데, 이는 일본에서 받은 양의 약 5배였다.[52]
이 실험에서 발생한 스트론튬-90은 애쉬캔 계획을 통해 성층권에서 포획되었다. 이 연구는 성층권과 낙진 시간을 더 잘 이해하고, 보다 정확한 기상 모델을 얻기 위해 수행되었다.[53]
캐슬 브라보와 다른 핵실험으로 인한 낙진은 환초에 거주했던 섬 주민들에게도 영향을 미쳤다. 이들은 실험 후 얼마 지나지 않아 섬으로 돌아왔으나, 코코넛 우유에서 방사성 세슘-137이 검출되었다. 식물과 나무는 칼륨을 흡수하는 과정에서 화학적으로 유사한 세슘도 함께 흡수하기 때문에, 오염된 코코넛 우유를 섭취한 섬 주민들은 체내에 비정상적으로 높은 농도의 세슘을 가지게 되었고, 결국 다시 섬에서 대피해야 했다.[54]
미국 잡지 ''컨슈머 리포트''는 우유의 스트론튬-90 오염을 경고했다.[55]
제5복룡환의 피폭 사건은 일본 내에서 큰 반향을 일으켜, 대규모 반핵 운동으로 이어졌다. 또한, 이 사건은 1954년에 개봉한 괴수 영화 ''고질라'' 제작에도 큰 영향을 미쳤다. 매년 3월 1일에는 비키니 데이를 기념하는 반핵 이벤트가 개최된다.
1954년 당시 미국은 방사성 물질이 바다의 넓이와 깊이로 인해 폭심지에서 멀어지면 영향이 옅어진다고 주장했지만, 일본산 참치에서 방사성 물질이 검출되자 이를 금수 조치했다. 수산청은 고문단을 결성하여 비키니 환초와 주변 해역을 조사했고, 그 결과 참치의 내장에 방사성 물질이 축적되어 고농도가 된다는 것과, 해류로 인해 방사성 물질의 농도가 높은 지대가 존재한다는 것을 증명했다.[74]
미국 정부의 부적절한 대응은 피폭자 수를 증가시켰으며, 특히 마셜 제도 주민에 대한 처우는 "사실상의 생체 실험"이라는 비판을 받았다. 국가안보회의 작전 조정 위원회(OCB)는 "수소 폭탄 및 관련 개발에 대한 일본인의 부정적인 태도를 상쇄"하기 위해 "일본인 환자의 발병 원인은 방사능보다 오히려 산호 먼지의 화학적 영향으로 한다"고 명시하기도 했다.[73]
6. 실험 이후의 연구 및 평가
캐슬 브라보 실험은 핵무기 개발 역사에서 중요한 사건으로 기록되며, 핵무기의 위험성에 대한 인식을 높이는 계기가 되었다. 조셉 로트블라트는 낙진에 존재하는 우라늄-237과 같은 특징적인 동위원소의 비율과 존재를 연구하여 캐슬 브라보 장치의 단계별 특성을 추론했을 가능성이 있다.[56] 이러한 정보는 메가톤급 핵 장치가 폭발력을 달성하는 수단을 드러낼 수 있었다.[57]
소련 과학자 안드레이 사하로프는 캐슬 브라보 실험 후 한 달 동안 "사하로프의 세 번째 아이디어"로 간주되는 것을 생각해 냈는데, 이는 융합이 시작되기 전에 1차의 X선으로 2차 압축을 달성할 수 있다는 아이디어였다.
새우 장치 설계는 나중에 마크 21 핵폭탄으로 발전했으며, 275기가 생산되었다. 이 폭탄의 무게는 약 7983.22kg, 길이는 약 3.81m, 지름은 약 147.32cm이었다. 18메가톤급 폭탄은 1956년 7월까지 생산되었고,[58] 1957년에 마크 36 핵폭탄으로 개조되어 다시 생산에 들어갔다.
7. 대중문화에 미친 영향
캐슬 브라보 핵실험과 그로 인한 다이고 후쿠류마루(일본어: 第五福龍丸, 한국 한자음: 제5복룡환)호 승무원들의 피폭 사건은 일본 내 반핵 시위를 증가시켰다. 이는 히로시마와 나가사키 원자 폭탄 투하에 비견되었으며, 특히 일본의 가장 널리 알려진 미디어 아이콘인 고질라와 관련하여 여러 일본 미디어의 플롯에 자주 등장했다.[66] 2019년 영화 ''고질라: 킹 오브 몬스터''에서 캐슬 브라보는 버뮤다 근처 대서양에 위치한 모나크 기지 54의 콜사인이 된다.
도널드 페이건의 2012년 앨범 ''선큰 콘도스''에 수록된 "추억(Memorabilia)"이라는 곡은 캐슬 브라보와 아이비 킹 핵실험을 모두 언급한다.[67]
8. 한국의 관점 및 평가
캐슬 브라보 실험은 한반도와 가까운 태평양 지역에서 발생하여 한국 사회에도 큰 충격을 주었다. 특히 제5복룡환 피폭 사건은 일본뿐만 아니라 한국 어선에도 피해를 줄 수 있다는 우려를 낳았으며, 핵무기의 위험성에 대한 경각심을 높였다.[73] 이 사건을 계기로 한국 내에서도 핵무기 반대 및 평화 운동이 활발해지는 계기가 되었다.
더불어민주당을 비롯한 진보 진영에서는 이 사건을 미국의 핵무기 개발과 실험의 문제점을 보여주는 대표적인 사례로 비판하며, 핵 없는 세상을 위한 노력을 강조하고 있다.
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