◇원전과 원폭=우라늄과 같은 무거운 원자의 핵은 중성자를 흡수하면 분열하면서 방대한 에너지와 2∼3개의 중성자를 함께 방출하고,이 중성자로 인해 다시 핵이 분열하면서 에너지와 중성자를 방출하는 연쇄반응을 일으킨다.
우라늄 1g의 분열에서 발생하는 에너지는 석유 9드럼이 탈 때 나오는 에너지와 맞먹는다. 이 때 핵분열 연쇄반응을 급격히 일으켜 엄청난 에너지를 발생시키고 이를 살상·파괴용으로 이용하는 것이 핵무기의 대명사인 원자폭탄이다.
반면 연쇄반응을 서서히 일어나도록 해 여기서 발생하는 적절한 에너지를 발전에 이용하는 장치가 원자로다.
원자폭탄에 사용되는 핵분열물질은 ‘우라늄235’와 ‘플루토늄239’가 있다.
천연 우라늄광석을 정제해서 얻어낸 금속우라늄에는 우라늄235가 0.7%만 포함돼 있다. 나머지 99.3%는 비분열물질인 우라늄238이다. 따라서 우라늄235를 대량으로 분리해내 이를 순도 90% 이상으로 농축하면 원폭 제조에 사용할 수 있다.
한편 발전용 원자로에서는 순도 2∼5%의 농축우라늄이 사용된다. 이 때 우라늄235가 분열하면서 발생하는 중성자의 작용으로 비분열물질인 우라늄238이 핵분열물질인 플루토늄239로 바뀐다.
원자로에서 분열반응을 끝낸 폐연료봉으로부터 정제·추출·농축된 뒤 원폭 제조에 사용되는 것은 이 플루토늄239다.
그러나 우라늄 농축은 원자력발전소에 버금가는 방대한 시설과 막대한 전력을 필요로 한다. 여기에 핵분열을 작동시키는 기폭장치와 폭발 제어기술도 필요하고,원폭 폭발실험도 필수적이다. 다만 최근에는 레이저를 이용해 작은 시설에서도 농축이 가능해질 정도로 기술이 발전했다는 주장도 있다.
지난 1945년 일본 히로시마와 나가사키에는 각각 우라늄탄과 플루토늄탄이 떨어졌다. 고농축우라늄은 15∼25kg이 있어야 원폭 한 발을 만들 수 있다. 반면 플루토늄은 5∼8kg으로도 작은 원폭 한 발을 만들 수 있는 데다 핵분열연쇄반응도 쉽게 일어나 핵보유국들이 주로 사용하고 있다.
북한은 과거 플루토늄 방식을 시도해 왔으나 이것이 국제사회의 집중감시를 받게 되자 농축우라늄 방식으로 전환한 것으로 분석되고 있다.
◇원폭과 수폭=원자폭탄과 달리 수소폭탄은 핵융합반응을 이용한 것이다. 즉 원자폭탄의 폭발로 발생한 고온 상태에서 수소의 원자 핵이 융합해 헬륨 원자핵으로부터 방출되는 에너지를 이용,메가톤급의 파괴력을 발생시킨다.
수소폭탄에서는 방사능이 다량으로 발생하지 않지만,수폭 주위를 우라늄238로 둘러싼 초우라늄폭탄은 비분열성인 우라늄238이 분열반응을 일으키도록 함으로써 보다 큰 폭발력과 함께 다량의 방사능을 발생시켜 속칭 ‘더러운 수폭’이라 불린다.
또 중성자탄도 핵융합반응을 이용하지만 원폭,수폭과 달리 폭풍이나 열복사가 크지 않아 건물,전차 등에 대한 별다른 피해 없이 주로 중성자의 방사로 사람,동물을 살상한다.
원자폭탄은 폭발효율을 조절함으로써 폭발위력을 다양화해 TNT 수십∼수백만t에 해당하는 폭발력을 지닌다. 농축우라늄 1kg을 사용하는 표준형 원폭(TNT 2만t급)이 일본에 떨어진 원폭이다. 수소폭탄의 경우 TNT 5800만t급까지 실험됐으며 이론상으로는 얼마든지 크게 만들 수 있다.
핵무기는 사용목적에 따라 도시,산업시설,전략핵무기 등을 공격하기 위한 전략핵무기(TNT 50만∼수천만t급),군사목표를 공격하기 위한 전술핵무기(50만t급 이하),제1선 부대를 주목표로 하는 전장핵무기(대개 1000t급 이하)로 구분한다.
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