안녕하세요. 이수민 전문가입니다.
두 폭탄은 핵분열을 일으키는 방식과 사용된 물질부터 완전히 달랐어요. 히로시마에 투하된 '리틀보이'는 우라늄-235를 사용한 포신형 폭탄이었고, 나가사키에 떨어진 '팻맨'은 플루토늄-239를 사용한 내폭형 폭탄이었거든요. 같은 핵폭탄이라고 묶어 부르지만 설계 원리부터 차이가 있었던 셈이에요.
리틀보이의 포신형 방식은 비교적 단순해요. 우라늄 덩어리 두 개를 포탄처럼 빠르게 충돌시켜 한순간에 임계질량을 넘기는 구조예요. 원리가 간단해서 사전 핵실험 없이 바로 실전에 투입됐어요. 반면 팻맨의 내폭형 방식은 훨씬 정교해서, 구형으로 배치한 플루토늄 주위를 폭약으로 동시에 압축해 밀도를 순간적으로 끌어올리는 방식이에요. 플루토늄은 포신형으로는 제대로 폭발하지 않아 이런 복잡한 구조가 필요했고, 그래서 미국은 투하 전 뉴멕시코에서 트리니티 실험으로 미리 검증을 거쳤죠.
위력도 달랐어요. 리틀보이는 약 15킬로톤, 팻맨은 약 21킬로톤 규모로 팻맨이 더 강력했지만, 인명 피해는 지형 차이 때문에 히로시마 쪽이 더 컸어요. 히로시마는 평지에 도시가 펼쳐져 있어 폭발 에너지가 사방으로 퍼진 반면, 나가사키는 산이 많아 일부 충격파가 차단됐거든요.
이후 냉전기 핵무기 개발은 거의 다 내폭형 방식으로 발전했어요. 플루토늄을 효율적으로 쓸 수 있고 폭탄을 더 작게 만들 수 있다는 장점 때문이었답니다 :)