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핵무기(nuclear weapon)란 원자핵의 분열반응 또는 융합반응에 의해 발생하는 방대한 에너지를 인명살상 및 시설 파괴에 사용하는 무기의 총칭이다. 핵무기는 파괴력을 발휘하는 에너지가 발생하는 핵반응의 종류에 따라 크게 ‘핵분열 무기’와 ‘핵융합 무기’로 분류할 수 있으며, 그 디자인에 따라 더 세부적으로 분류된다.

핵분열 무기의 핵물질은 우라늄의 경우 우라늄-233, 우라늄-235, 우라늄-238을 사용한다. 농축도는 90% 이상이며 핵무기급이라고 부르는 우라늄-235의 농축도는 93.5%이다.

플루토늄-239sms 우라늄-238을 이용하여 원자로(군용 생산로)에서 생산하며 농축도를 93.5%로 높인다. 핵분열 연쇄반응을 일으킬 수 있는 임계질량은 플루토늄-239, 우라늄-233은 약 5~10kg(실폭탄: 5kg), 우라늄-235는 약 133~25kg(실폭탄: 15kg)이다.

▲핵분열폭탄: 1945년 8월6일 히로시마에 투하한 '리틀보이(Little Boy)'의 제식명칭은 마크-1(Mark-1)으로 실전에 사용된 세계 최초의 핵무기이다. 이 폭탄은 자체 핵분열을 일으키지 못하는 아임계량(亞臨界量)의 우라늄-235 덩어리 2개를 고속으로 합체시킴으로써 순식간에 초임계(超臨界) 상태로 만드는 형식(포신형 핵폭탄)의 폭탄이다. 약 60kg의 우라늄-235를 핵물질로 사용했다. 이 방식은 구조가 간단하기 때문에 ‘팻맨(Fat Man)’과 같은 사전 실험 없이 실전에 곧바로 사용했다. 이 폭탄 한 발로 일본의 히로시마가 파괴되고 약 14만명이 사망했다.

1945년 8월9일 일본의 나가사키에 투하된 ‘팻맨(Fat Man)'은 고성능 폭약으로 만든 내폭 렌즈(implosion lens)가 구(球)의 내측으로 향하는 구형 충격파를 발생시킴으로써 구의 중심부에 있는 아임계량의 핵분열물질을 폭축(爆縮)시켜 순식간에 초임계에 이르도록 하는 방식(내폭형 핵폭탄)이다. ’팻맨‘의 설계는 실전에 사용하기 전에 1945년 7월16일 미국의 뉴멕시코주 앨라모고도(Alamogordo) 북서쪽 88km 지점에 있는 화이트 샌즈(White Sands) 사격장의 30m 탑위에서 실험했다. ’팻맨‘은 실전에 사용된 두 번째 핵장치로 나가사키시의 인구 7만명이 사망했다...(계속)