0896e519d3ea07a86badc0b029d02338926cd37f1739bdee410304b51d15ecc12e567a7da8cc8a3473c1

초기의 핵폭탄에는
EBW
(Exploding BridgeWire Detonator, 폭발도선형 기폭관)
라는 기폭관이 사용되었다.

04b0c02aeac131a9608cdeb406d4201e8e530d2180e8333bfa42d734f6500706eb7b70b3d3aa

이렇게 완벽히 대칭적인 핵폭탄의 내파를 위해서는
정밀한 폭발 제어가 필수불가결한데,
기존의 뇌관만으로는
이러한 정밀한 폭발 제어가 힘들었기 때문이다.

이로 인해 내파형 핵무기를 개발하던
로스 알라모스(이후 LANL, Los Alamos National Laboratory가 된다.)의 과학자들은
정밀한 폭발 제어를 위해 EBW를 개발한다.

3faec027b78269ff3eee84e51081757371fbb385b433c370c26174b5153b

EBW의 구조는 다음과 같다.

0eb2dc29f79f37a862b6d8b05bfc25292c1c8eefba9451eafd474ce4f11da6b516222c32a603f7908fbf5cb62ddcd0854a852302f274ceb1af4bf0ccb7be2e0634bb4de1243e

폭발물을 사랑하는 군붕이라면 익숙할
기존의 뇌관과 구조가 크게 다를바 없어보인다.

하지만 차이점은 bridgewire에 연결된
폭발물의 종류가 다르다.

기존의 뇌관은

0eb2dc29f79f37a862b6d8b05bfc25292c1c8eefba9451eafd474ce4f11da6b516222c32a603f7908fbf5cb62ddcd0854a852302f274ceb1af4bf0ccb7be2e0634bb4de1243e

bridgewire에 1종 폭발물이 연결된다.

1종 폭발물이란
적은 양의 열이나 압력에 의해 폭발할 수 있는
민감한 물질을 뜻한다.

그러니까 bridgewire에 전류가 흘러 가열되기만 하면
1종 폭발물이 터지고 이윽고 연결된
2종 폭발물이 터지는 것이다.

하지만 EBW는?

3faec027b78269ff3eee84e51081757371fbb385b433c370c26174b5153b

2종 폭발물인 PETN, 그것도 저밀도 PETN이
Bridgwire와 연결되어있다.

2종 폭발물이란 덜 민감하며 폭파하는 데 훨씬 더 많은 에너지가 필요한 폭발물을 말한다.
그럼 이녀석은 어떻게 폭발물을 격발시키냐?

바로 고전압 고전류 전원을 순간적으로 Bridgewire에
인가하면 이 Bridgwire가 순식간에 폭발적으로 기화되며
충격파를 일으키고,

이 충격파가 2차 폭발물을 바로 점화시키는 것이다.


다음은 Slapper Detonator라고도 불리는
EFI(Exploding Foil Initiator)는
폭발물의 기폭 장치이다.

LLNL(Lawrence Livermore National Laboratory)
에서 최초로 개발했다.

1ebed823e8d32caf6df2d9b35bd43c2d5a4d20aa57348ea54f18c7ca888f1f519a9bd27eb0994c93750183b5b16c401e8c30e06cb764bb1a80e62587028afdbd3ff4fce815c8f9db1b3fe912388967bd965b6b2ba28579ac9d62fd5a94d5ab265ab31d49

구조는 다음과 같다.
metallic foil 위에 Plastic flyer film이 붙여져 있다.

Plastic flyer film에 들어가는 플라스틱은 주로 kapton이 쓰인다. 전자기기에 쓰이는 그 캡톤 맞다.

이 친구도 EBW와 작동방식이 약간 유사하다.

1ebed823e8d32caf6df2d9b35bd43c2d5a4d20aa57348ea54f18c7ca888f1f519a9bd27eb0994c93750183b5b16c401e8c30e06cb764bb1a80e62587028afdbd3ff4fce815c8f9db1b3fe912388967bd965b6b2ba28579ac9d62fd5a94d5ab265ab31d49

1ebec223e0dc2bae61abe9e74683706d2fa04a83d2d1ceb5b2c7c41446088c8b931c954c1b7777ac91a533a5b9cf0b2a6a6d9e17df40b3

고전압,  고전류 전원이 metallic foli에 인가되어 전류가
bridge를 통과하면 bridge가 폭발적으로 기화되는것까진 EBW와 유사하다.

하지만,

1ebec223e0dc2bae61abe9e74683706d2fa04a83d2d1ceb5b4c9c41446088c8b3df876dcca4c1dda0c52cb2c69c1e2691aaf6a46c4afc4

이렇게 기화된 Bridge가 자기 자신 위에 덮여있는
plastic flyer film을 절단시키고, Bridge가 기화하며 플라즈마가 발생되어 절단된 plastic flyer film 비행편을
정말 엄청난 속도로 가속시킨다.

이렇게 절단된 플라스틱 비행편은
Barrel을 통과해 2차 폭발물에 직접 충돌하게 되고,
이로 인해 폭발물이 점화되게 된다.

EBW에 비해 EFI가 가지는 장점은

1.포일은 폭발물과 접촉하지 않으므로 포일의 부식,
포일과 폭발물 사이의 화학 반응으로 인해 불안정한 화합물을 생성하는 위험이 줄어들고,
이차적으로 폭발물의 우발적인 전기 발화 위험이
더욱 줄어든다.

2.기폭 장치에 요구되는 에너지가 EBW에 비해 매우 낮다.

3.EBW처럼 단일 지점이 아니라,
비행편이 폭발물에 충돌한 넓이만큼
기폭을 시작하는 점이 폭발을 시작하는 데
더 안정적이고 효율적이다.

4.폭발물은 더 높은 밀도로 압축될 수 있다.

5.매우 둔감한 폭발물을 직접 기폭시킬 수 있다.

6. 2종 폭발물을 직접 점화시키기 때문에 소형화와
단순화가 가능하다.

는 장점이 있다.

75eac620bdd130b27ae8c2ed479f2e2d810414ba6e36a3396b8a45d336

실제로 핵폭탄에 사용될때는
기계적 안전장치와 함께 사용된다.

사진에서 보이듯 안전 상태에서는 EFI의 포일+캡톤+Barrel과 둔감 고폭약(LX-16)이
정렬되어있지 않지만,

무장 상태(ARMED)에서는 이들이 모두 정렬되어
핵무기의 격발준비를 마친다.

물론 EBW/EFI는 핵폭탄에만 쓰이는 기술은 아니다.
우리의 청상어 경어뢰에도 사실은 EBW 기폭관이 쓰이려다가 EFI 기폭관으로 설계를 변경한 적이 있다.
또한 항공우주 분야에서 파이로테크닉의 기폭장치로 활용되기도 한다.

다음 정보글 미리보기:

1ebec223e0dc2bae61abe9e74683706d2fa04a83d2dfc9bbb3c4b52d5702bfa0b5aa6941c52f350578d5

이때 예고했던 2단계 핵분열-핵분열폭탄과 여러 참신한
핵무기 설계를 다루는

7cea8173bd8769f139ee8fe7449f2e2d674ef8f81a906621360bdfe205

해당 글이 준비중인데

고민이 2가지임.

핵폭탄에 대한 기초적 상식을 언급하고
참신한 설계의 핵무기에대한 내용을 다룰지,

아님 다들 핵분열/핵융합/포신형 핵무기/내폭형 핵무기에 대해 안다고 가정하고 지금 그대로 글을 올릴지 고민임.


출처는

1ebec223e0dc2bae61abe9e74683706d2fa04a83d2dfc8b7b4c9c41446088c8baf744b35bcf6706aea9ec532548e26924ebfb99adc89

- dc official App