증폭형 핵분열탄

증폭형 핵분열탄(增幅形 核分裂彈, Boosted fission weapon)은 수소폭탄과 내폭형 핵분열탄 사이의 단계와 파괴력을 가진다. 보통 40 - 150kt 이상 정도이며 핵분열 과정을 통해서 고온을 만들고 핵융합을 일으키는 폭탄이다. 수소폭탄과 유사하지만 위력에서 다르다.

1.구조

 

 

증폭형 핵분열탄 구조

중앙에 중수소와 삼중수소 혼합물이 위치하며 이를 플루토늄-239가 감싸고 있다. 이 를 리튬-6이 둘러싸고 있다. 또 우라늄-238이 탬퍼로 작용하는데 리튬과 플루토늄-239와사이에는 진공이 존재하고 이는 고르게 압축하는데 도움을 주기 위함이다.

2.폭발순서

 

먼저 외부의 고폭(고속/저속)이 폭발하면 충격파와 폭발력으로 보라색의 비분열성 우라늄-238(탬퍼) 이것은 구중심으로 압축된다.(진공은 압축을 고르게 해주는 역할)

임계질량 이하의 플루토늄-239 압축당하면서 원자간의 간격이 가깝게되고 자발중성자에의해 연쇄반응이 시작되는데 미임계질량이라도 압축하면 임계에 도달하여 연쇄반응을 시작하게된다.(내폭형 원자폭탄처럼)

구중심에 있는 중수소,삼중수소는 핵분열에의해 고온(1천만도이상)에 이르게되어 핵융합을 시작한다.중수소+삼중수소는 핵융합(핵융합하면 헬륨-4 로 변환)을 하고남은 잉여중성자(80%)가 발생하는데 이 중성자 일부는 핵분열에이용되어 핵분열효율을 높입니다. 자세한 핵분열 반응은 핵분열

참고로 증폭핵분열탄은 핵융합을 이용하지만 어디까지나 거기에서 발생한 잉여 중성자를 이용하는것이고 수소폭탄은 핵융합에너지기 핵폭발의 주가된다는점에서 차이는 존재한다.

3.초기의 수소폭탄[원자탄과 수소탄의 중간단계]  오늘날의 수소폭탄은 W80 핵탄두의 형태가 일반적이고, 최신형은 W88 핵탄두의 모양이다. 증폭형 핵분열탄과 내폭형 핵분열탄만 축구공 모양이다. 그러나, 축구공 모양인 초기의 몇몇 수소폭탄 디자인도 존재했다. 러시아 Alarm Clock 수소폭탄, 400 kt인 러시아 RDS-6 열핵탄두(en:Joe 4), 영국 Green Bamboo, Green Grass 수소폭탄(500 kt)은 축구공 모양의 수소폭탄이었다.

 

 

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증폭핵분열탄[增幅核分裂彈]

핵무기의 하나다. 원자폭탄에서 수소폭탄으로 이행하는 중간 단계에 해당한다. 위력은 50~150kt(킬로톤) 정도로 원자폭탄의 2~5배 정도이며 수소폭탄보다는 약하다.

원자폭탄은 핵분열반응을 사용하는 무기다. 수소폭탄은 열핵폭탄이라고도 하며 핵융합 반응을 활용한다. 핵분열은 무거운 원자핵이 중성자 등의 입자와 충돌해 쪼개지면서 방사선을 방출하는 핵반응 현상이다. 핵융합은 가벼운 두 개의 원자핵이 결합해 새롭게 무거운 원자핵 하나를 만들면서 중성자와 에너지를 방출하는 현상이다. 핵분열보다 핵융합 반응으로 방출되는 에너지가 훨씬 크다. 다만 핵융합 반응은 1억도 이상의 고온에서 발생하므로 온도를 만들고 유지하는 과정이 기술적으로 쉽지 않다.

 

 [증폭핵분열탄]

증폭핵분열탄은 핵분열과 핵융합 기술을 모두 사용해 만든다. 핵분열을 일으킨 다음, 그 에너지로 핵융합을 야기하는 방식이다. 이를 위해 핵분열을 일으키는 물질 사이에 삼중수소와 중수소 등 핵융합 원료를 넣었다. 제일 안쪽에 있는 중성자를 중심으로 핵융합 원료와 기폭제가 차례로 둘러싼다. 기폭제로는 우라늄과 플루토늄 등이 사용된다.

먼저 약간의 핵분열을 통해 고온의 에너지를 발생시키면, 이 에너지로 인해 증폭핵분열탄 중심에 있는 삼중수소와 중수소가 핵융합을 일으킨다. 핵융합 반응이 일어나면 많은 중성자가 방출되는데, 이 중성자들은 주위의 핵분열 물질을 자극해 더 많은 핵분열을 유도한다. 이 과정에서 고온의 에너지가 발생하여 핵융합 반응을 위한 높은 온도가 유지된다.

증폭핵분열탄은 핵분열 반응을 유지하기 위한 임계질량이 없다. 임계질량이란 핵분열 물질이 연속적으로 분열하는 데 필요한 최소한의 질량이다. 증폭핵분열탄은 핵융합 반응으로 중성자가 계속 생성되어 핵분열 유지를 위한 임계질량이 필요하지 않은 것이다. 이런 효율성 때문에 증폭핵분열탄은 소형화에 적합한 핵무기다. 단 핵분열과 핵융합 기술이 모두 사용되어 실제 제작에는 높은 기술력이 필요하다.