동북아시아는
중국, 러시아, 일본, 북한에 둘러싸여 있어
안보 불안 요소가 매우 많고,
미중간 충돌로 점점 긴장이 고조되고 있다.
이 글을 보고
이런 좆같은 지정학적 입지를 가진 대한민국의
핵무장 잠재력을 알아서 판단해보길 바란다.
플루토늄을 추출하기 매우 간편한 CANDU 원자로,
월성원전이 있다.
이 월성원전 1,2,3,4호기는 캐나다산 CANDU-6 원자로이다.
이 CANDU 원자로는 핵무기를 만들기 좋은데, 그 이유는 다음과 같다.
1.원자로 운전중 핵연료 교체가 가능하다.
일반적인 가압경수로는 노심 내에서 물이 끓지 않게 하기 위해
매우 높은 압력을 버티도록 20cm가 넘는 금속으로 압력용기를 만든다.
이런 노심 안에 들어있는 핵연료를 교체하려면
반드시 원자로를 끄고(수일 소요),
원자로 격납용기 뚜껑을 이렇게 따서 핵연료봉을 교체한다.
하지만 가압중수로인 월성은 그렇지 않다.
쉬지 않고 계속 플루토늄을 생산할 수 있는 것이다.
안타까운 점은, 월성을 제외한 나머지 원전들은 전부 다
가압 경수로인지라 핵무기용 플루토늄의 획득이 어렵다.
원자로를 짧게 작동시키고, 작동을 멈춘 후 뚜껑따서
핵연료 빼내고...다시 닫은다음 또 돌려야 한다.
안그래도 핵연료 교체는 원자로 안전점검 기간에 맞춰
아주 조심스럽게 이뤄지는 작업인데 이걸 더 짧은주기로 반복 한다?
음.... 그러라고 설계한 물건이 아니다.
그냥 가압경수로에서 나온 사용후 핵연료를 쓰는 방법도 있다고
반문하는 사람도 있을 것이다.
하지만 가압경수로의 플루토늄은 핵무기로 사용하기 영 적절하지 않다.
그 이유는 아래에서 설명하겠다.
2.핵연료 연소도가 낮다.
핵연료의 연소도가 낮으면 넣어주는 핵연료의 양 대비 발생하는 출력이 작다.
비효율적인 엔진이라고 단순하게 생각할 수 있다.
이렇게 연소도가 낮으면, 군사용으로 사용되는 플루토늄-239를
최대한 순수하게 추출할 수 있다.
군사용 플루토늄은 플루토늄-240을 3% 이하로 함유해야 군사용 플루토늄이라는 딱지가 붙는다.
왜 이리 플루토늄 240을 강조하냐?
이 플루토늄-240의 함량이 7% 이상이면,
플루토늄 239가 핵폭발을 일으키기 위해
제대로 압축되기 전에
플루토늄 240이 먼저 아주 약한 조기 핵폭발을 일으켜버려서
플루토늄 239를 흩뿌려버리고
플루토늄 239의 압축을 방해한다.
그렇게 되면 TNT 수백킬로그램 정도의 폭발력만 낸 채로
원자폭탄이 '피식' 하고 꺼져버리는 것이다.
원자로의 연소도가 높을수록,
원자폭탄의 필수 재료인 플루토늄 239뿐만 아니라
플루토늄 240, 238, 241의 불순물이 생기므로,
핵무기용 핵물질을 생산하는 원자로는
연소율이 낮은 원자로를 쓰는게 좋다.
(출처:Nuclear Decommissioning Authority)
다음 표를 보면 연소도가 낮은 마그녹스 원자로를
3000MWd/t의 연소도로 돌렸을 때
(몇년간 돌렸는지는 몰?루 아마 2년?쯤사용한 핵연료일것이다 )
80%의 플루토늄-239,
16.9%의 플루토늄-240이 나온다.
CANDU는 66.6%의 플루토늄 239,
26.6%의 플루토늄-240이 나온다.
대한민국의 경수로와 비슷한
대략 5만MWd/tU정도의 연소도를 가지는 가압경수로는
50.4%의 플루토늄-239,
24.1%대의 플루토늄-240 함량을 보여준다.
나머지 플루토늄은
플루토늄-238, 241이 차지한다.
물론 핵무기용으로 쓸 때에는 핵연료를 더 적은 시간 사용하겠지만,
이것만 보더라도 연소도가 낮고 원자로에서 적은시간
사용할수록 순수한 플루토늄-239를 얻을 수 있다.
군사용 플루토늄(좌)과 경수로에서 추출한 플루토늄(우)의
동위원소비를 보자. 군사용은 플루토늄 240의 함량이 매우 적지만,
경수로 추출 플루토늄은 그렇지 않다.
물론 경수로에서 나온 플루토늄으로도
핵무기 제작이 가능한 경우가 있는데,
핵무기 제작이 더 까다로워진다.
실제로 미국과 영국의 핵실험에서
플루토늄 240 불순물이 다량 첨가된 플루토늄으로
핵폭탄을 만들어 터트린적 있긴 하다.
이런 낮은 품질의 플루토늄으로 핵무기를 만드려면
플루토늄 240의 조기 핵폭발을 방지하기 위해,
플루토늄 코어 내부에 구멍을 뚫어야 하고
플루토늄 238의 붕괴로 인해 발생하는 열
(플루토늄 238의 사진, 가만히 놔두어도 스스로 달아오른다.)
을 방출하기 위한 추가적인 방열 설계가 필요하다.
이런 설계를 해도 좀 불안정한 폭탄이 나온다.
이마저도 연소도가 높은 원자로에서 오래 탔던 놈이라면
아예 군사적인 사용이 불가능하다.
단적으로 이야기하자면,
저등급 플루토늄은 북한도 안쓴다.
3.천연 우라늄의 사용이 가능하다.
플루토늄 239는 우라늄 238이 중성자를 먹고 핵종변환되어 만들어지는데,
천연 우라늄은 우라늄 238의 함량이 높다.
그렇기 때문에 플루토늄을 획득하기 아주 좋아진다.
대한민국은 선진적인 방위산업을 가지고 있기 때문에,
핵무기에 쓰이는 고폭렌즈정도는
성형작약탄 설계하는 사람이 있다면 금방 만들 수 있다.
핵무기의 고폭렌즈 설계에 필요한 방정식은 이미 잘 알려져 있는데,
바로 Gurney 방정식이다.
이 Gurney 방정식을 이용해 핵무기 고폭렌즈를 설계하면 된다.
핵무기에 필요한 Gurney 방정식은
구형 내파의 경우
다음과 같은 계산식을 응용해,
flyer plate를 이용한 내파형 핵폭탄은
다음과 같은 계산식을 통해 설계할 수 있다.
위 두 사진은 레딧에서 Gurney 방정식을 사용해 직접 설계한 2점 내파 폭탄의 모양이다.
또한 핵무기는 위와 같이 충격파를 정확한 구 모양으로
핵물질을 압축해야만 핵무기가 원하는 출력을 내며 터진다.
이런 정밀한 폭발 제어를 위해서는 정밀 발파기술이 필요한데,
한화, 국방과학연구소, LIG Nex1에서 보유중이다.
핵무기에 쓰이는 Slapper detonator, EFI는 청상어 어뢰의 뇌관에 사용되었던 적이 있다.
핵무기의
투발수단은
미사일 전략 사령부가 관리하는
현무 3A/B/C/D(?)
현무 4-4 SLBM
8톤의 탄두를 탑재한 36톤급 괴물 미사일 현무 5 등
이미 투발수단은 차고 넘친다.
그러나 걱정되는 것은
바로 핵무기 안전장치와 재처리 시설이다.
위 사진은 핵무기 기폭장치인데, 정확한 신호가 들어오지 않는다면
폭약과 뇌관이 정렬되지 않으면서 핵폭탄이 폭발하지 않는다.
물론 우리는 이런 전자-기계식 안전장치에 대한 노하우는 가지고 있지만,
핵무기에 적용하는 것은 좀 이야기가 다르다.
미국이나 영국, 프랑스와 같이 오랫동안 핵무기를 운용하며 생긴
사고들의 경험을 바탕으로 핵무기 안전장치들이 생겨났는데,
우리가 저 나라들이 겪은 사고를 똑같이 경험해보면서
계속 뜯어고쳐야 한다는 것이다.
재처리 시설 또한 문제이다.
국내에는 핵 재처리 시설이 없다고 알려져있으나,
사실 그렇지 않다.
ACPF라는 "파이로프로세싱 전용"으로 건립된
재처리 "실험"시설이 있긴 하다.
하지만 아직 실제 사용후 핵연료를 써본적이 없고,
일반적으로 핵무기를 만들때 쓰이는 PUREX, 습식 재처리 방식이 아닌
파이로 프로세싱 연구에 최적화된 시설인데다가,
실험 시설이라 규모가 작아 파이로 프로세싱 기준
연간 2톤의 사용후 핵연료를 재처리할 수 있다.
이게 얼마나 작은 용량이냐?
일본의 롯카쇼무라 재처리시설은
연간 800톤의 사용후 핵연료를 처리 가능하고
연간 8톤의 플루토늄을 생산한다.
ACPF 시설이 파이로프로세싱 전용이니
PUREX용도로 전환한다 치면 효율도 낮아지겠지만,
설령 그대로 1년간 PUREX 처리용량이 2톤이라 쳐도
연간 플루토늄 20kg이 나온다.
저급기술시 핵무기 약6개, 중급기술시 13개, 고급기술시 20개를 만들수 있는 양이지만,
이는 처리 용량이 그대로 유지되었을때라는 가정일 뿐이다.
더 큰 시설이 필요하다.
거기에, 핵전력 지휘통제체계와 핵무기 보안,
핵전쟁 작계 등
핵무기의 군사적인 활용을 위한 계획과 기반 수립이 필요하다.
또 하나의 문제는 핵실험이다.
핵실험 부지를 찾는 비교적 단순한 문제부터,
대한민국은 포괄적 핵실험 금지조약을 맺었으므로
이를 깨는 문제와,
핵실험으로 인한 국제적인 눈치로 최소한의 핵실험을 통해
최대한의 데이터를 수집해야 하고,
이를 통해 얻은 절대적으로 적은 데이터로
핵무기를 설계, 유지, 보수해야한다는 어려움마저 따르게 된다.
이렇게 핵무장의 왼편엔 수많은 고려사항이 있다는걸 깨닫고,
핵무장에 대한 생산적 논의가 나올수 있었으면 좋겠다.
- dc official App
그 뭐냐 실123베가 원문 그대로 올라가지 않고 알바가 수정해서 올리는건 알지? - dc App
알바가 지 ㅈ대로 정보글 수정해서 올림 네이버 뉴스라던지 뭐 그런거 - dc App
일단 눈나짤 올려두면 수정하기 전으로 올라가서 괜찮지 않을까 - dc App
수정하면 잘 안올라간다는데 - dc App
그럼 좋고 - dc App
미국은 239 생산할때 어떤 원자로씀?
SAVANNAH RIVER SITE, HANFORD에서 플루토늄 생산했었고 연소율이 얼마나 되는지는 몰라..근데 핸포드는 처음 만든 산업용 원자로다 보니 연소율이 굉장히 낮았을듯? - dc App
글쿠만 플루토늄 동위원소 분리는 우라늄처럼 원심분리시키는거임?
플루토늄은 애초에 동위원소 분리를 안하는거 같더라고. 그냥 연소율 낮은 원자로에서 짧게 태우고 빼면 높은 순도로 플루토늄 239가 나오니까 ㅇㅇ 핵확산 위협 평가에서는 원심분리도 누군가는 할 가능성 높다고는 하더라. - dc App
마그녹스도 240비율이 17%인데 추출안하고 그게 되는건가 중성자3개차이 분리하는것도 개빡센데 1개차이는 ㅈㄴ 빡세겠노
저 마그녹스도 아마 2년 돌린 자료일텐데, 태우는 기간 짧게하면 240 비율 더 낮출 수 있음 - dc App
신기하네
정보추 - dc App
차라리 그냥 우라늄 농축이 다 빠른 입장임.
이유는 잘 모르겠지만 핵실험은 북한에서 하면 될 것 같다는 정신나간 생각이 스쳐지나갔읍니다
플로토늄은 산업적으로 사용처가있음? 일본이 많이만드는 이유가 궁금하네 - dc App
Mox연료제조, 폐기물 감축
퓨렉스 말고 다른 방식으로 순수 플루토늄 추출이 되긴 하나
이론상 파이로프로세싱도 가능하다고는 하는데... 모르지 - dc App
레딧에 어떤 이가 올린 2점 내파 폭탄이라는거 제목을 살펴보니..( cavity가 큰데 반해 부스팅 가스를 충전할 a through-hole 이 필요하다고 까이네) b-61 mod11이 땅바닥에 쳐박을때, 수천G의 충격에 어찌어찌 폭축렌즈가 그 형태를 버틸수있을려나 싶어 고민하다가 싼 글 같은데 말야.. (둔감)폭약이 진짜 어떻게 그 형태 그대로 버티면서 철근콘크리트면을(단 1층이라도) 뚫고 파고들어간다는거지...? 싶다