IAEA 에 제공된 정보는 이란의 충격파 발생기가
서로 연결된 두 개의 반구형 껍질로 구성되어 있다고 밝혔다.
고폭탄을 덮는 폭발 분배기, 즉 충격파 발생기는
1cm 두께의 알루미늄이었다고 한다.
그 표면에는 위 사진과 같이 각각 1mm x 1mm 크기의
폭발 분배 채널이 파여 있었고,
채널은 가소제와 혼합했을 때 성형성과 안정성 때문에
PETN이라는 폭약으로 채워졌다.
(또한 폭발이 전파되기 위해 요구되는
최소 직경(Critical diameter)이 얇아
더 촘촘한 폭발 분배 회로 배열을 만드는 것을 가능하게 한다.)
각 채널은 위 사진에 보이듯
직경 5mm의 원통형 구멍으로 끝났으며,
이 구멍은 충격파 발생기 타일 아래의 내파용 주 고폭약과 연결되었다.
이 5mm 구멍도 역시 PETN으로 채워져
충격파 발생기와 내파용 주 고폭탄을 연결했다.
IAEA 보고서에서는 이란 충격파 발생기의 실물 크기 버전은 R265 발생기, 즉 원형 충격 발생기라고 불렸는데,
여기서 숫자는 밀리미터 단위로 측정한 충격파 발생기의
안쪽 지름을 의미했다.
R265 시스템의 바깥쪽 지름은
충격파 발생기의 두께를 포함하면 275밀리미터다.
즉 외경은 550밀리미터로,
Shahab-3탄도탄의
탑재 챔버 내부에서 사용할 수 있는 추정 직경인 600밀리미터보다 작아 Shahab-3에 탑재가 가능했다
Jane 과 Krüger는 모두 이란이 이 MPI 시스템을 테스트했다고 보고했다.
그들의 보고에 따르면, 기록 보관소를 압수하기 전에 IAEA는 이란이 Danilenko가 개발한 것과 유사한 고폭약과 정교한 진단 시스템을 갖춘 거의 실제 크기의 충격 발생기에 대한 현장 실험을 Marivan에서 수행했다는 정보를 가지고 있었다.
2011년 보고서에 따르면, 기록 보관소가 이스라엘에 의해 탈취당하기 전에 이란이 2003년 Marivan에서 진행한 내파 실험에 대한 정보가 공개적으로 제공되었다.
몇 년 전 IAEA에 제공된 회원국의 정보에 따르면,
폭발 충격파의 도착 시간을 측정하여 대칭적이고 매끄러운 내파가 이뤄지는지 검증하는 것을 목표로 한
Marivan에서 실행된 이 실험은
50kg의 콤포지션 B 폭발물을
반구형 충격 발생기 시스템 내부에 배치하고,
폭발 충격파가 이 50kg 반구형 폭발물의 외부 표면에
도착하는 시간을 폭발물의 내부 표면과 매우 가까운 얇은 반구형 홀더에 꽃힌 수백 개의 광섬유 케이블을
사용하여 측정하며,
각 케이블의 다른 쪽 끝은 데이터 수집을 위해 고정 장치나 패널에 부착한 아래 사진과 같은 장치를 사용했다
실험은 EBW 또는 스파크 갭을 통해 발생기의
폭발 분배 채널에 있는 PETN 폭발물을 점화, 폭발을 분배한다. 폭발은 폭발 분배기의 끝 지점에 다다라 위에서 언급한 5mm의 구멍을 통해 반구형 Composition B 의
외부 표면을 점화했다.
폭발 충격파는 주 폭약을 통과하고,
폭약의 내부 표면을 빠져나가면서 빛을 생성하고,
이 빛을 광섬유 케이블을 통해 전송하여 고속 카메라 필름에 나타냈다.
여기서 나오는 광 신호는 폭발로부터 안전한 거리에 있는
고속 작동 카메라로 전송되어 내파의 대칭성과 매끄러움을 분석하게 된다.
2011년 IAEA 보고서에 따르면,
Marivan에서 진행된 실험에 MPI 시스템과 같이 사용된 폭발물은 계획된 핵폭탄의 치수와 일치했고, 해당 치수는 핵폭탄을 샤하브 3 미사일 재돌입체(프로젝트 111)에 통합하는 방법을 연구하던 엔지니어에게 제공되었다.
이렇게 매우 정교한 테스트 장치와 선진적인 MPI기술은
외부 전문가인 Vycheslav V. Danilenko의 도움으로 만들어졌다.
IAEA는 이 MPI 테스트에 사용된 진단 시스템이 1990년대 초 고속 사진 및 광자학 컨퍼런스에서 Danilenko가 두 편의 논문에서 제시한 것과 유사하다는 것을 인정했다.
전러시아 기술물리학 연구소(VNIITF)에서 Danilenko와
그의 동료들은 논문에서 광섬유 케이블을 사용하여 고속 카메라에서 폭발 충격파의 도착 시간을 포착하는 광학 기술을 제시했다.
(VNIITF는 전러시아 실험물리학 연구소(VNIIEF)의 백업 시설로 만들어졌으며, 핵무기의 설계 및 개발과 관련된 전체 업무 분야에 대한 전문 지식을 보유하고 있는 연구소이다.)
(Danilenko와 그가 근무했던 VNIITF의 동료들이 작성한
고속 광섬유 진단 시스템에 대한 보고서의 개략도.
개략도에서는 하나의 광섬유를 사용했지만, 실제 이란의 내파 테스트에서는 수백개의 광섬유를 사용했을 것이다.)
(이 그림은 광섬유 홀더와 패널에 중점을 둔 실험 배열의 개략도와 래스터가 있는 프레이밍 카메라를 보여줍니다. 래스터는 한 화면에 여러 채널 라인을 표시하는 방법이다.
아래의 러시아어 설명을 번역해보면
1-시험 대상
2- 0.2-0.5mm 간격
3- 광섬유 홀더
0.3-1.5mm 및 0.1-0.5m 길이
4- 광섬유
5- 광섬유 광 출력 헤드 스트립 마운트
6- 래스터가 있는 미러 포토 크로노그래프)
(위, 실제 실험장치의 사진)
Sanjarian 시설
이스라엘이 확보한 자료에서는
이러한 내파용 고폭탄, 정밀한 폭발 제어를 위한 폭발선형 기폭관(EBW), 충격파 발생장치(MPI)의 생산/개발/테스트를 위한 시설이 Sanjarian 마을 인근에 있다는 것도 나와있었다.
(sanjarian 시설 전경)
sanjarian 마을에 위치한 이 시설은 2009년에 NCRI(National Council of Resistance of Iran,
이란 저항 국민위원회)에 의해 처음 공개되었다.
35.691 N 51.7000 E에 위치한 이 시설은
"Research Center for Explosion and Impact"
(폭발 및 충격 연구 센터)라고 불렸으며,
페르시아어 약어 METFAZ 로 알려졌다.
NCRI는 이 장소가 원자 폭탄에 사용할 고폭탄 기폭 장치를 개발하고 이러한 폭발 시스템의 부품을 제조하고 있다고 밝혔다. 당시 연구소(ISIS)는 제한된 정보로 인해 그러한 활동이 이 장소에서 발생했는지 확인할 수 없었다.
NCRI는 2017년 발표에서 해당 위치가 "연구를 수행하고 핵무기 격발장치를 만드는 역할을 맡았다"고 덧붙였다.
NCRI는 해당 위치를 다시
폭발 및 충격 기술 연구 확장센터
(Research and Expansion of Technologies for Explosion and Impact) 라고 불렀지만,
약어는 METFAZ( Markaz-e Tahghighat va Tose'e Fanavari-e Enfejar va Zarbeh )로 반복했다.
NCRI는 2017년 발표에서 가장 최근의 조사에서 METFAZ가 Sanjarian 시설에서
Parchin military complex로 이전했으며,
코드명 "Research Academy"(Pazhouheshkadeh)가
주어졌다고 구체적으로 언급했다.
NCRI는 "이 위치가 METFAZ의
테스트 및 기타 활동의 주요 센터가 되었다"고 덧붙였다.
2015년 JCPOA(이란 핵합의)에 따라 METFAZ의 활동이 노출되는 것을 피하기 위해 sanjarian에서 수행한
활동의 상당 부분과 현장 인력이 Parchin에 위치한
연구 아카데미로 이동했다.
이러한 조치로 인해 sanjarian 현장의 활동이 침체되었고,
sanjarian 시설은 잡초가 자라는 등
잘 관리가 되지 않고 있다는 것이
위성사진을 통해 확인되었다.
이는 최소한 충격파 발생기를 개발하고 제조하는
원래의 시설 역할이 변경되었음을 시사한다.
(위, 2004년 위성사진)
(위, 2015년 위성사진,
overgrown with vegetation(잡초가 자람))
(위, 2016년 위성사진,
overgrown with vegetation(잡초가 자람))
(위, 2018년 위성사진,
overgrown with vegetation(잡초가 자람))
Sanjarian의 PETN 제조
이스라엘이 탈취해 확보한 정보에 따르면,
Sanjarian 시설에서 수행된 중요한 기능은
충격파 생성기의 폭발 분배 채널에 넣을 폭발물인
펜타에리트리톨 테트라니트레이트(PETN)를
준비하는 것이었다.
위에서 말했듯, 기폭 장치인 충격파 발생기(MPI)는
폭발 분배 회로를 통해 여러 지점에
동시에 도달하는 방식으로 작동한다.
이란이 선택한 폭발물은 PETN인데,
이는 가소제(폴리이소부틸렌)와 혼합하면
성형하기 쉬운 플라스틱 폭약이 되기 때문이다.
(또한 폭발이 전파되기 위해 요구되는
최소 직경(Critical diameter)이 얇아
더 촘촘한 폭발 분배 회로 배열을 만드는 것을 가능하게 한다.)
이 건물에는 가소제를 첨가한 PETN 시트를 만드는
제조 라인이 있었다고 알려졌다.
다음은 이스라엘이 확보한 자료들에서
PETN 관련 활동을 담은 사진들이다.
(PETN 분말)
(재결정화 반응기)
(혼합기)
(성형 압출기)
(유압 롤러)
(PETN 플라스틱 폭약 시트 보관 모습)
Nour-Abad 폭발 챔버
Sanjarian 건물에는 정밀 폭파 제어를 위한
EBW(폭발선형 기폭관), 충격파 발생기(MPI)나 관련
초고속 진단 장비에 필요할 수 있는 부품을 테스트하는 데 사용된 두 개의 폭발 챔버가 있었다고 전해진다.
폭발 챔버는 Upper와 Lower Nour-Abad라고 불렸는데,
Lower Nour-Abad가 더 작았다.
위 사진은 Lower Nour-Abad 챔버를 보여주는데,
여기에는 8개의 기폭 장치 또는 EBW가 보인다.
Upper Nour-Abad 챔버에는 한쪽의 포트를 통해 고폭탄과 관련된 테스트 이미지를 촬영할 수 있는 고속 카메라가 있었다.
Upper Nour-Abad 챔버는 부피가 몇 입방미터에 불과했을 가능성이 높고 몇 킬로그램의 고폭탄의 폭발을 견딜수 있었다.
아래의 표는
2002년 10월 23일부터 2002년 12월 10일까지
상부 및 하부 누르-아바드 폭발 챔버에서 수행된
테스트 목록들이다.
여러 테스트는 미사일 탄두에 장착될 탄두에
사용하도록 계획된 것보다
더 작은 버전을 테스트하는 것과 관련이 있다고 평가된다.
이란의 아반 달(이란력 8월, 10-11월)동안
누르-아바드 챔버에서 실시된 여러 테스트 목록.
이란의 아자르 달(이란력 9월,11-12월) 동안
누르-아바드 챔버에서 실시한 테스트 목록. 아카이브에서 번역된 표.
그림에 대한 설명:
(a) 여기의 페르시아어 단어는 영어 단어인 분배기의 음역이다.
(b) 여기서는 발전기를 의미하는 페르시아어 단어가 사용되었다.
마찬가지로, 여기와 다른 문서에서 "충격 발생기"라는 용어는 발전기를 의미하는 페르시아어 단어를 사용한다.
포토다이오드
포토다이오드는
2002년 11월 4일부터 2002년 12월 8일까지
Lower Nour-Abad 챔버에서 11번 테스트되었다.
포토다이오드는 빛 신호를 전류로 변환한다.
더 많은 정보가 없다면
이러한 테스트의 목적을 확인할 수 없다.
그러나 이러한 테스트는 폭발로 인한 빛이 포토다이오드에서 감지되어 이후 기록되는 빠른 진단 기능을 개발하는 것과 관련이 있을 수 있다.
기폭 장치
EBW(폭발선형 기폭관)테스트는 7개와 8개의 EBW를 동시에 폭발시켜 테스트했다. 7개 또는 8개의 EBW 기폭 장치에 대한 이러한 테스트는
이란이 IAEA에 2개에서 3개만 테스트했다고 선언한 것과 비교되지만, 챔버에서 EBW를 격발한 것은 인정했다.
7~8개의 EBW 기폭장치에 대한 이 시험 정보는 IAEA가 수집한 정보를 확인하는 것으로 보입니다. 2015년 IAEA 보고서에 따르면:
안전하고 빠르게 작동하는 기폭 장치와 기폭 장치를 발사하는 데 적합한 장비의 개발은 내파형 핵 폭발 장치를 개발하는 프로그램의 필수적인 부분으로,
2011년 11월 이전에 IAEA는 이란이 2002-2003년에 폭발선형(EBW) 기폭 장치와 고전압 기폭장치를 개발했으며,
이를 결합하여 여러 기폭 장치를 마이크로초 미만의 오차로 격발할 수 있었다는 정보를 보유하고 있었다.
220m 케이블을 사용한 기폭 장치 시험이 있었지만 기폭 장치는 명시되지 않았다.
EBW 또는 스파크 갭일 수 있다.
이 시험은 먼 거리에서 폭발이 필요한 프로젝트 Midan의
지하 핵 폭발에서 핵 장치를 기폭시키는 것과
관련이 있었을 수 있다.
충격파 발생기.
이 두 달 동안 충격파 발생기의 또 다른 이름인 R80 분배기가 세 번 시험되었는데,
이는 핵무기에 사용하려고 했던 것의 축소판일 수 있다.
이 작은 반구형 시스템은 내경이 8센티미터이다.
두 달 동안 충격파 발생기(MPI) 시험은 더 단순한 것에서 더 복잡한 것으로 옮겨가는 듯했고,
이후의 시험은 내파용 주 고폭약을 사용했다.
Upper Nour-Abad챔버가 고폭약을 담을 수 있는 용량은 알려져 있지 않지만,
용량은 2003년 Marivan에서 진행된 시험에서 사용된 고폭약의 양인 50킬로그램보다 훨씬 작을 것으로 추정된다.
단순히 반경으로 부피를 확장하는 경우, 주 내파용 고폭약의 밀도, 분배기기(MPI)의 두께와 같은 다른 모든 단위가 동일하다면 R80 시험에 필요한 고폭약의 양은 5킬로그램 미만일 것으로 예상된다.
정의되지 않은 분배기(MPI)와 기의 또 다른 테스트가 있었습니다. 래스터가 없는 평평한 "ф80" 분배기도 테스트되었지만, 이것이 무엇인지 이해하기 어렵다.
직경이 80밀리미터인 평평한 MPI 시스템이었을 것이라고 추측할 수 있다.
직경을 나타내는 잘 알려진 공학 기호인 ø가 그리스 문자 "phi"로 잘못 표기되었다.
2002년 후반에 실시한 이러한 폭발 분배기(MPI) 테스트는
2003년 Marivan에서 실시한 대규모 야외 테스트와 일치한다.
프레이밍 카메라.
"프레이밍 테스트"와 "아르곤 플래시를 사용한 광도 이미지 캡처 테스트"는 고속 카메라 테스트를 의미했을 수 있다. "
아르곤 플래시는 매우 짧고 극도로 밝은 섬광의 일회용 소스로, 아르곤 플래시 장치는 거의 폭발과 충격파를 촬영하는 데 독점적으로 사용된다.
이러한 테스트는 Danilenko와 그의 동료들이 개발한 광섬유 진단 시스템과 관련이 있었을 수 있다.
“1 Mbar Gun.”
이 두 달 동안 사용된 테스트 프로그램은 Upper Nour-Abad 챔버에서 광학 방식을 사용하여
“1 Mbar gun”을 사용한 테스트로 괄호로 묶었다.
비행판 이동 테스트를 포함하는 첫 번째 테스트는 수행되지 않았다.
두 번째 테스트는 수행되었지만 무엇을 테스트했는지는 불분명하다.
이 Mbar gun이 핵물질의 고압 상태 방정식 실험 및
기타 충격 실험을 위한 비교적 긴 gun을 지칭하는 경우,
챔버는 gun을 담기에 충분히 길지 않다.
이 테스트에는 Danilenko 등의 진단 방법과 유사한 진단 시스템을 사용하여 gun에서 생성된 충격파 또는 폭발파의 도착 시간을 이해하는 것이 포함되었을 수 있다.
(3편에서 계속)
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