핵폭탄의 원리는 무엇인지 궁금합니다
안녕하세요. 전승훈 과학전문가입니다.
핵폭탄은 원자폭탄, 수소폭탄, 중성자폭탄으로 크게 나뉩니다.
모두 가공할 위력을 지녔으며, 실전에서는 제2차세계대전 때 미국이 일본에 투하한 원자폭탄 두 발이 유일해요.
일본 히로시마에 투하된 원자폭탄으로 14만여명이 몰살당했는데, 자연 상태에서 경험할 수 없는 초속 70m의 열폭풍과 충격파, 고열.방사능은 투하 지점 근처의 모든 생물을 죽여버립니다.
물질 구성의 근본인 원자의 핵을 쪼개거나 다른 핵과 합하는 방법으로 폭발력을 얻는다고 해서 핵폭탄이라 부릅니다.
1. 원자폭탄 : 폭약으로 우라늄이나 플루토늄을 사용합니다. 우라늄은 자연에 많이 있으나 플루토늄은 인공으로 만든 물질로써 원자로에서 우라늄을 태우면 그 일부가 플루토늄으로 변합니다.
폭약으로 사용하는 우라늄은 10~15㎏을 한데 뭉쳐 놓으면 각각의 핵이 스스로 쪼개지면서 터지는 성질이 있는데, 하나의 핵이 쪼개질 때 그 핵에서는 중성자라는 것이 튀어 나옵니다. 그 중성자는 그 옆의 핵을 때려 역시 중성자가 빠져 나오게 하구요.
이런 일이 순식간에 연쇄적으로 일어나면서 엄청난 폭발력을 내지요. 핵은 쪼개지거나 합해질 때 엄청난 양의 에너지를 뿜어내는 성질이 있기에 폭발할 때는 1초도 안 되는 순간에 수천~수만도의 고열과 폭풍.충격파를 만듭니다.
2. 수소폭탄 : 핵이 쪼개지는 원리를 이용한 원자폭탄과 달리 수소폭탄은 핵끼리 합해지게 하는 방법을 사용합니다. 미국은 1952년, 소련은 53년에 개발에 성공했습니다만 아직 실전에 사용하지 않고 있죠. 구조는 액체 수소화합물(LiD) 통 옆에 소형 원자폭탄을 설치해 놓고, 투하할 때 원자폭탄을 터뜨려 옆에 있는 수소의 핵끼리 서로 뭉치게 만듭니다. 소형 원자폭탄이 뇌관 역할을 하는 것이죠.
원자폭탄과 달리 방사능은 적습니다. 그러나 실제 수소폭탄은 수소통을 우라늄으로 잔뜩 감싸놓아 수소 핵융합 외에 원자폭탄의 폭발까지 함께 일어나도록 한 것이 대부분이므로 원자폭탄보다 파괴력이 큽니다.
3. 중성자폭탄 : 보통의 수소폭탄에서 피해가 큰 뇌관용 원자폭탄과 수소통을 감싸고 있는 우라늄을 없앤 것입니다. 즉, 뇌관을 일반 화약으로 대치한 형태라고 할수 있죠. 수소의 핵이 융합할 때 생기는 대량의 중성자로 적을 죽이는 원리라고 할수있습니다.
중성자는 엄청난 양의 방사선을 내뿜게 되는 데 그 방사선은 세포의 DNA 사슬을 끊어 사람을 죽게 합니다. 중성자탄이 터지면 건물 안에 숨어 있어도 살아남기 어렵다고 하네요. 중성자가 건물을 흔적도 없이 그냥 뚫고 들어가기 때문이다. 중성자가 만드는 소량의 방사선으로는 암을 치료하기도 한답니다.
도움이 되셨길 바랍니다.
만족스러운 답변이었나요?간단한 별점을 통해 의견을 알려주세요.안녕하세요. 이상현 과학전문가입니다.
핵폭탄의 원리의 핵심은 핵분열 에너지입니다.
핵분열을 일으킬만한 불안정한 물질(우라늄, 플루토늄)에 최소 자극을 주게되면 아래 그림과같이 핵 분열 연쇄반응을 일으킵니다.
분열되는 과정에서 나오는 열에너지와 중성자는 다른 우라늄 원자의 핵분열 반응을 촉발시킵니다.
계속해서 열에너지가 순간적으로 발생하기때문에 강력한 무기화가 될 수 있었던 것입니다.
감사합니다.
만족스러운 답변이었나요?간단한 별점을 통해 의견을 알려주세요.
