W80 핵탄두

1. 개요

W80 핵탄두는 미국에서 개발된 소형 핵무기이다. 1976년 개발이 시작되어, 순항 미사일에 탑재하기 위해 설계되었으며, B61 핵폭탄의 설계를 기반으로 5kt 또는 150kt의 두 가지 위력 설정을 갖는다. W80-1은 ALCM에, W80-0은 토마호크 미사일에 배치되었으며, 총 1,750개의 W80-1과 367개의 W80-0이 생산되었다. 현재 W80 핵탄두는 토마호크 미사일에 장착되어 운용 중이며, 수명 연장 프로그램(W80-4)을 통해 성능 개선이 진행 중이다. W80 핵탄두는 여러 종류(Mods)로 구분되며, 크기는 작고 무게는 약 131.542 kg이다.

2. 역사

1976년부터 B61 핵폭탄 설계를 기반으로 개발이 시작되었다. 기폭 장치에 트리아미노트리니트로벤젠 저감도 폭약을 사용했지만, 저온 시 성능에 문제가 있어 설계를 변경하여 1982년부터 생산을 재개했다.

W80은 mod0과 mod1 두 가지 하위 유형이 있다. mod0은 해군의 BGM-109 토마호크용이고, mod1은 AGM-86 ALCM 및 AGM-129 ACM용이다. mod0은 플루토늄-240 함량이 더 적은 고품질의 핵분열 연료를 사용하여 잠수함 승무원의 방사선 노출을 줄였다. W80의 크기는 직경 약 29.97cm, 길이 약 79.76cm, 무게 약 131.54kg이다. 핵출력은 가변식이며, 5-200kt이다. 1981년부터 W80 mod1이, 1983년부터 W80 mod3의 생산이 시작되었다.

1990년까지 mod0은 367발, mod1은 1,750발이 생산되었다. 미국 해군용은 전술 핵무기의 해상 배치 폐지 방침에 따라 보관 상태에 있으며, 공군용은 현재도 배치 상태에 있다. W80은 앞으로도 배치를 계속하기 위해 수명 연장 계획이 검토되고 있다.

2.1. 개발 초기

로스앨러모스 국립 연구소는 1976년 6월, 순항 미사일용 무기 생산을 목표로 W80 개발을 시작했다. "기본 설계"는 B61에서 파생되었다. 주요 설계 차이점은 2차 핵분열체의 소형화로 150ktTNT의 위력만 낼 수 있도록 한 점과 설계를 단순화하여 무기에 5ktTNT에서 150ktTNT의 두 가지 위력 설정만 가능하도록 한 점으로 추정된다.

ALCM을 장착하기 위한 W80 mod 1 (W80-1)의 생산은 1979년 1월에 시작되었으며, 1981년 1월까지 여러 개의 탄두가 완성되었다. 시험 결과는 예상보다 낮은 위력을 보였는데, 이는 1차 핵분열체를 점화하는 데 사용된 TATB 기반의 비감응성 고폭 화약에서 문제가 발생했기 때문으로 보인다. 이 문제는 B61 기반 여러 모델에 영향을 미치는 것으로 드러났고, 해결책이 마련되는 동안 모든 무기의 생산이 중단되었다. 생산은 1982년 2월에 재개되었다.

1982년 3월, 설계자들은 해군 토마호크 프로그램을 위한 W80 변형 모델 작업에 착수했다. W80 mod 0 (W80-0)은 공군의 버전에서 사용되는 일반적인 플루토늄 대신 1차 핵분열체에 방사능이 적은 "슈퍼급" 핵분열 연료를 사용했다. "슈퍼급"은 Pu-239의 비율이 매우 높은(>95%) 플루토늄 합금을 의미하며, Pu-240의 양이 매우 적다. Pu-240은 높은 자연 핵분열 동위원소일 뿐만 아니라 감마선 방출체이기도 하다. 잠수함 승무원은 어뢰실에 보관된 무기에 근접하여 일상적으로 작업하는 반면, 공군에서는 탄두에 노출되는 시간이 비교적 짧다. 첫 번째 모델은 1983년 12월에 인도되었고 Mod 0은 1984년 3월에 본격적인 생산에 들어갔다.

W80의 생산은 1990년 9월에 완료되었으며, 총 1,750개의 Mod 1 장치와 367개의 Mod 0 장치가 인도되었다.

2.2. 해군용 모델 개발

1976년부터 B61 핵폭탄 설계를 기반으로 개발이 시작되었다. 기폭 장치에 트리아미노트리니트로벤젠 저감도 폭약을 사용했지만, 저온 시 성능에 문제가 있어 설계를 변경하여 1982년부터 생산을 재개했다. mod0과 mod1 두 개의 하위 유형이 있으며, mod0은 해군의 BGM-109 토마호크용, mod1은 AGM-86 ALCM 및 AGM-129 ACM용이다. mod0은 플루토늄-240 함량이 더 적은 고품질의 핵분열 연료를 사용하는데, 이는 잠수함 승무원을 위해 방사선 노출을 줄이는 의미도 있다. W80의 크기는 직경 약 29.97cm, 길이 약 79.76cm, 무게 약 131.54kg이다. 핵출력은 가변식이며, 5-200kt이다. 1990년까지 mod0은 367발, mod1은 1,750발이 생산되었다. 미국 해군용은 전술 핵무기의 해상 배치 폐지 방침에 따라 보관 상태에 있으며, W80에 대해서는 앞으로도 배치를 계속하기 위해 수명 연장 계획이 검토되고 있다.

2.3. 생산 종료 및 배치 현황

1990년까지 W80 mod0은 367발, mod1은 1,750발이 생산되었다. 미국 해군용은 전술 핵무기의 해상 배치 폐지 방침에 따라 보관 상태에 있으며, 공군용은 현재도 배치 상태에 있다. W80에 대해서는 앞으로도 배치를 계속하기 위해 수명 연장 계획이 검토되고 있다.

2.4. 수명 연장 프로그램 (W80-4)

2014년에 W80-1에 대한 수명 연장 프로그램(LEP)이 시작되었고, LEP 탄두는 W80-4로 지정되었다. 이 탄두는 새로운 AGM-181 LRSO 순항 미사일에 사용될 예정이다. 첫 번째 생산 유닛은 2027년에 완료될 것으로 예상된다. 이 프로그램에 대한 공개 설명에 따르면, 이 탄두는 군사적 능력을 증가시키지 않고, 구성 요소의 개량 및 업데이트, 무기 안전 및 신뢰성 향상만을 제공할 것이다.

2022 회계 연도에, 국가 핵 안전 관리국은 2020년대 후반에 배치될 새로운 미 해군 해상 발사 순항 미사일에 사용하기 위한 탄두의 W80-4 ALT-SLCM 변형에 대한 자금을 요청했다.

3. 종류 (Mods)

4. 제원

W80 핵탄두는 크기가 상당히 작다. 핵물리 패키지 자체는 일반적인 Mk.81 약 113.40kg 폭탄과 비슷한 크기로, 지름 약 29.97cm, 길이 약 79.76cm이며 무게는 약 약 131.54kg이다. 토마호크 미사일에 장착하며, 폭발력은 최대 150 킬로톤이다.

B61 핵탄두 설계를 기반으로 1976년부터 개발이 시작되었다. 기폭 장치에 트리아미노트리니트로벤젠 저감도 폭약을 사용했지만, 저온 시 성능에 문제가 있어 설계를 변경하여 1982년부터 생산을 재개했다. mod0과 mod1 두 가지 하위 유형이 있으며, mod0은 해군의 BGM-109 토마호크용, mod1은 AGM-86 ALCM 및 AGM-129 ACM용이다. mod0은 플루토늄-240 함량이 더 적은 고품질의 핵분열 연료를 사용하는데, 이는 잠수함 승무원을 위해 방사선 노출을 줄이는 의미도 있다. W80의 핵출력은 가변식이며, 5-200kt이다. 1981년부터 W80 mod1이, 1983년부터 W80 mod3의 생산이 시작되었다. 1990년까지 mod0은 367발, mod1은 1,750발이 생산되었다. 미국 해군용은 전술 핵무기의 해상 배치 폐지 방침에 따라 보관 상태에 있으며, 공군용은 현재도 배치 상태에 있다. W80에 대해서는 앞으로도 배치를 계속하기 위해 수명 연장 계획이 검토되고 있다.