중성자탄: 작동 원리와 개발 이유

중성자탄은 실제보다 부풀려진 평판을 달고 다닙니다. 1970년대 신문들은 이 무기를 사람은 죽이고 건물은 남겨 두는, 재산을 아끼는 자본주의 폭탄이라고 묘사했습니다. 실제는 그보다 좁고 더 기묘했습니다. 에너지 가운데 유난히 큰 몫을 중성자 폭발로 내보내도록 조정한 작은 수소폭탄이었고, 도시를 부수려는 것이 아니라 전차 대열을 멈추려고 만든 무기였습니다.

무엇이 다른가

보통의 핵폭발은 에너지를 대략 이렇게 나눕니다. 약 절반은 폭풍으로, 약 3분의 1은 열과 빛으로, 5% 정도는 초기 방사선으로, 나머지는 낙진과 잔류 방사능으로 갑니다. 큰 무기에서는 방사선이 거의 문제가 되지 않습니다. 치사량을 받을 만큼 가까이 있는 사람은 이미 모든 것이 짓눌리고 타 버리는 구역 안에 있기 때문입니다.

중성자탄의 공식 이름은 강화방사선 무기입니다. 보통 1킬로톤 안팎의 작은 2단계 열핵 장치로, 핵융합 단계에서 나온 고속 중성자가 흡수되지 않고 밖으로 빠져나가도록 만들었습니다. 설계자들은 보통 핵융합 연료를 감싸 위력을 더해 주는 두꺼운 우라늄 외피를 없애고, 중성자가 통과하는 재료를 썼습니다. 그 결과 폭풍과 열은 크지 않지만, 감마선보다 강철과 흙을 더 쉽게 뚫는 짧고 강한 중성자 펄스를 내는 무기가 나왔습니다.

군대가 원했던 이유

아이디어는 1950년대 말 RAND 연구소의 물리학자 새뮤얼 코언에게서 나왔습니다. 당시 나토 계획가들은 수천 대의 소련 전차가 서독으로 밀려드는 상황을 상정하고 있었습니다. 장갑은 폭풍과 열로부터 승무원을 잘 지켜 주지만, 중성자는 장갑을 뚫고 지나갑니다. 작은 강화방사선 탄두 몇 발이면 기갑 공격의 승무원을 무력화하면서, 방어하는 나라의 도시, 곧 동맹국 도시의 파괴는 줄일 수 있었습니다.

1킬로톤만 되어도 핵무기의 방사선 원은 심한 파괴 원보다 바깥까지 미칩니다. 시뮬레이터 모델로 계산한 보통 1 kt 공중폭발의 반경은 아래와 같습니다. 강화방사선 무기는 방사선 원을 이보다 훨씬 멀리 밀어냅니다.

이 역전이 설계의 핵심이자, 동시에 신화를 깨뜨리는 지점입니다. 중성자탄은 건물을 멀쩡히 남겨 둔 적이 없습니다. 폭발 지점에서 수백 m 안에서는 폭풍과 불이 여전히 일반 주택을 무너뜨립니다. 깨끗하다는 말은 같은 임무에 쓰였을 더 큰 일반 핵무기와 비교할 때만 성립했습니다.

정치적 폭풍

1977년 워싱턴 포스트 기사로 미국이 유럽에 강화방사선 탄두를 배치하려 한다는 사실이 알려졌습니다. 철의 장막 양쪽에서 반발이 거셌습니다. 소련 선전은 이를 가장 자본주의적인 무기라고 불렀고, 서유럽에서는 수십만 명이 시위에 나섰습니다. 1978년 4월 지미 카터 대통령은 생산을 미뤘습니다. 로널드 레이건은 1981년 이 결정을 뒤집었고, 탄두는 생산되었지만 유럽이 아니라 미국 안에 보관되었습니다.

미국의 강화방사선 탄두는 두 종류였습니다. 랜스 미사일용 W70 Mod 3와 8인치 포탄용 W79입니다. 프랑스는 1980년대에 자체 설계를 실험했고, 소련도 비슷한 무기를 개발한 것으로 여겨집니다. 냉전이 끝나자 미국 탄두는 퇴역했고, 마지막 탄두는 2000년대 초까지 해체되었습니다.

지금도 다시 거론되는 이유

중성자탄은 되풀이해서 돌아오는 생각의 계보에 속합니다. 전장에서 실제로 쓸 수 있을 만큼 작거나 정밀한 핵무기라는 생각입니다. 저위력 탄두는 다시 여러 나라의 무기고에 들어가 있고, 그런 무기가 핵전쟁 가능성을 높이느냐는 1970년대의 논쟁은 아직 결론이 나지 않았습니다. 작은 무기가 큰 무기와 얼마나 다르게 작동하는지 보려면 시뮬레이터에서 1킬로톤과 1메가톤 폭발을 비교하고 어떤 원이 가장 바깥에 오는지 보세요. 설계 원리는 수소폭탄과 원자폭탄에서 설명합니다.