RDS-6

3. 실험 및 결과

RDS-6s는 1953년 8월 12일 'Joe 4'라는 코드명으로 세미팔라틴스크 핵실험장에서 실험되었다. 측정된 폭발 위력은 400 킬로톤이었다. 이 에너지는 우라늄-235 핵분열 코어에서 10%, 핵융합 반응에서 15~20%, 그리고 우라늄-238 층의 핵분열에서 70~75%가 발생한 것으로 분석되었다.^[1] RDS-6s는 진정한 수소 폭탄이라기보다는 핵융합 물질을 이용해 핵분열 반응을 증폭시킨 증폭 핵분열 병기에 가까웠다.^[5] 이 설계는 핵분열 연료와 핵융합 연료(리튬-6 중수소화물)를 여러 겹으로 쌓은 형태로, 소련에서는 '슬로이카'(Слойка|슬로이카^ru, 층상 케이크)라고 불렸다.^[5] 이는 미국에서 이론적으로 연구되었던 '알람 시계'(Alarm Clock|알람 시계^영어) 설계와 유사했으나, 미국은 이 설계를 실제로 실험하지는 않았다.

실험 성공 후, 안드레이 사하로프는 RDS-6s 설계를 기반으로 더 강력한 폭탄인 RDS-6sD를 제안했다.^[2] 그러나 슬로이카 설계의 구조적 한계로 인해 위력을 메가톤급으로 증가시키려는 시도는 실현 불가능한 것으로 판명되었다. 또한, 초기 연구되었던 또 다른 설계인 RDS-6t('트루바'(Труба|트루바^ru)) 역시 1953년 12월, 열핵 점화가 불가능하다는 결론에 도달하여 연구가 중단되었다. 결과적으로 RDS-6s와 RDS-6t 설계는 모두 한계에 부딪혔고, 소련의 핵무기 연구는 다시 2단계 열핵무기 개발에 집중하게 되었다.

RDS-6s의 변형으로 RDS-27이 개발되었다. RDS-27은 불안정한 삼중수소를 사용하지 않아 보관 및 운용이 더 용이하다는 장점이 있었지만, 이로 인해 위력은 250 킬로톤으로 감소했다. RDS-27은 R-7 대륙간 탄도 미사일(ICBM)의 탄두로 사용될 예정이었다.^[2] RDS-27은 1955년 11월 6일에 'Joe 18'이라는 코드명으로 실험되었다.^[3]

비록 RDS-6s가 메가톤급 위력을 내는 진정한 수소폭탄은 아니었지만, 소련은 이 실험 성공을 외교적으로 활용했다. 소련은 미국 최초의 열핵 장치(아이비 마이크)와 달리 폭격기로 투하할 수 있는 실용적인 수소폭탄을 보유했다고 주장했다. 그러나 미국 과학자들은 핵 낙진 분석을 통해 소련의 폭탄이 '알람 시계'와 유사한 설계이며, 진정한 의미의 수소폭탄이 아님을 간파했다. 미국은 RDS-6s 실험 약 5개월 후인 1954년에 배치 가능한 형태의 수소폭탄을 개발했다.^[4]

소련 최초의 진정한 수소폭탄 실험은 1955년 11월 22일에 RDS-37이라는 암호명으로 세미팔라틴스크 핵실험장에서 성공적으로 이루어졌다.^[6]

4. 국제적 영향 및 논란

1953년 8월 12일 소련이 RDS-6s 실험에 성공하자, 이는 미국 등 서방 국가에 큰 충격을 주었으며 냉전 시대의 핵무기 경쟁을 더욱 심화시키는 계기가 되었다.^[1] 소련은 RDS-6s가 수소폭탄이며, 미국의 첫 열핵무기 실험인 아이비 마이크와 달리 항공기로 투하하여 실전에 배치할 수 있는 형태라고 주장했다. 이러한 주장은 소련의 외교적 입지를 강화하는 지렛대로 활용되었다.

그러나 미국의 과학자들은 핵실험 이후 수집된 낙진을 분석하여 소련의 폭탄이 텔러-울람 설계에 기반한 진정한 의미의 수소폭탄이 아니라, 안드레이 사하로프가 고안한 '슬로이카'(Слойка|슬로이카^ru, 층상 케이크) 설계에 기반한 것임을 파악했다.^[5] 슬로이카 설계는 핵분열 물질과 핵융합 물질(리튬-6 중수소화물)을 층층이 쌓아 핵분열 반응의 효율을 높이는 증폭 핵분열탄의 일종으로, 미국의 '알람 시계'(Alarm Clock) 설계와 유사한 개념이었다. RDS-6s의 폭발 위력 약 400킬로톤 중 핵융합 반응이 기여한 부분은 15~20% 정도였고, 나머지는 핵분열 반응(초기 핵분열 및 핵융합 중성자에 의한 우라늄-238 외피의 핵분열)에서 발생했다.^[1] 이 방식은 메가톤급 이상의 위력으로 확장하기 어렵다는 기술적 한계를 가지고 있었다.

소련의 발표에도 불구하고, 미국은 RDS-6s 실험 약 5개월 후인 1954년 3월 1일 캐슬 브라보 실험을 통해 배치 가능한 형태의 진정한 수소폭탄 기술을 확보했다.^[4] 소련 역시 슬로이카 설계의 한계를 인지하고 텔러-울람 설계에 기반한 진정한 수소폭탄 개발에 다시 집중하여, 1955년 11월 22일 카자흐스탄의 세미팔라틴스크 핵실험장에서 RDS-37 실험에 성공했다.

4. 1. 인체 실험 논란

5. 평가 및 의의

RDS-6는 진정한 수소 폭탄은 아니었지만, 메가톤급 위력을 가진 핵융합 병기라기보다는 증폭 핵분열 병기에 가까웠다.^[5] 이 설계는 핵분열 연료와 핵융합 연료를 층층이 쌓은 형태로, 소련에서는 Слойка|슬로이카^ru(층상 케이크의 일종)라고 불렸다. RDS-6는 우라늄-235를 중심핵으로 사용하고, 그 주위를 중수소화 리튬-6과 천연우라늄으로 덮은 구조로 추정된다.^[5] 미국에서도 유사한 설계가 '알람 시계'(Alarm Clock)라는 이름으로 이론적으로 연구되었으나, 실제로 실험되지는 않았다.

1953년 8월 12일 실험된 RDS-6s는 핵출력 400 킬로톤을 기록했다. 소련의 물리학자 유리 하리톤은 이 위력 중 핵융합 반응이 15~20%를 차지하고, 나머지는 핵융합에서 방출된 중성자에 의해 증폭된 핵분열 반응에서 나온 것으로 추정했다. 그러나 슬로이카 설계는 단일 단계 반응에 의존했기 때문에, 텔러-울람 설계를 사용하는 진정한 수소폭탄처럼 다단계 반응을 통해 위력을 크게 증강시키는 데에는 한계가 있었다. RDS-6s의 위력을 메가톤급으로 높이려는 시도(RDS-6sD)는 실현 불가능한 것으로 판명되었고^[2], 초기 연구되던 또 다른 설계인 트루바(RDS-6t) 방식 역시 1953년 12월 연구가 중단되면서 두 설계 모두 막다른 길임이 드러났다. 이후 연구는 다시 2단계 열핵무기 개발에 집중되었다.

RDS-6s는 진정한 수소폭탄이 아니었음에도 불구하고, 소련은 외교적으로 이를 활용했다. 미국 최초의 열핵 장치와 달리 폭격기에서 투하 가능한 형태라고 주장하며 선전했지만, 미국 전문가들은 낙진 분석을 통해 이것이 '알람 시계'와 유사한 증폭 핵분열 병기임을 파악하고 있었다. 미국은 RDS-6s 실험 5개월 후인 1954년에야 배치 가능한 수소폭탄을 개발했다.^[4]

RDS-6s의 기술은 삼중수소를 사용하지 않는 개량형 RDS-27 개발로 이어졌다. RDS-27은 위력이 250 킬로톤으로 감소했지만 작전 운용성은 향상되었으며, 1955년 11월 6일에 실험되었다.^[2][3]

소련 최초의 진정한 수소폭탄 실험은 1955년 11월 22일 세미팔라틴스크 핵실험장에서 실시된 RDS-37이었다.

참조

_[1] 웹사이트 The Soviet Nuclear Weapons Program http://nuclearweapon[...]
_[2] 웹사이트 To Comrade A.P Zaveniagin http://digitalarchiv[...]
_[3] 웹사이트 Database of nuclear tests, USSR: part 1, 1949-1963 http://www.johnstons[...]
_[4] 문서 Five deliverable versions of Mike were built as the TX-16/EC-16 in January 1954 and retired four months later, followed by the EC 17 and EC 24 bombs (five and ten units respectively) in April through October of 1954
_[5] 웹사이트 The Soviet Nuclear Weapons Program http://nuclearweapon[...]
_[6] 간행물 Soviet/Russian Nuclear Arsenal http://www.atomicfor[...] Atomic Forum