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강화형(强化型, boosted) 핵무기는 핵분열 과정을 통해서 고온을 만들고 핵융합을 일으키는 폭탄이다. 일반적인 핵분열 무기와 강화형 핵무기의 차이점은 핵분열 무기의 경우 핵탄두의 중심부에 중성자원(중성자 발생장치)을 배치한다.

반면 강화형핵무기는 핵탄두의 중심부에 이중수소와 삼중수소 가스를 주입하고 중성자원은 핵분열 물질의 외곽에 설치한다. 그 이외는 일반 핵분열 무기와 구조가 같다. 핵탄두 소형화에 적합한 강화형 핵무기는 핵분열과 핵융합 기술이 모두 사용되기 때문에 개발이 쉽지 않다. 

아래는 미국의 노틸러스 연구소 홈페이지에 게재된 <북한의 핵무기 개발과 능력> 보고서 내용의 일부이다.

<<북한의 제3차 핵실험이 상당한 폭발 위력을 보이면서 강화형 핵무기 실험 가능성이 제시되었고, 한국 국방부에서도 그 가능성을 언급하였다. 필자는 북한 국가과학원의 2000년대 초반 연구개발 동향을 분석하면서, 북한이 가까운 시일 내에 강화형 핵무기를 개발할 가능성이 있다고 하였다.

제2차 과학기술발전5개년계획(2003~2007) 기간의 북한 국가과학원 연구과제에 “D(중수소) – T(삼중수소) 핵융합”, “Li6를 북한에 풍부히 매장되어 있는 천연 Li에서 분리하는 연구” 등이 포함되어 있었다. 2010년부터 3년간 추진된 단기 과학기술발전5개년계획에도 “황화수소-물에 의한 중수 농축” 이라는 연구과제가 포함되어 있었다.

D-T 핵융합을 실현하려면 고가의 첨단 실험 장비와 중수소, 삼중수소 등의 핵융합 물질이 있어야 하는데, 북한의 실정에서 이를 모두 갖추는 것이 극히 어렵다. 특히 삼중수소는 원자로에서 생산해야 하고 반감기가 12년 정도로 짧으며 기체 상태로서 취급이 어렵다.

따라서 북한은 제한된 분야에 자원을 집중하면서 중국 등의 사례를 참고하여 가능한 방법을 찾을 것으로 보인다. 이 중 하나가 원자탄 폭발시의 고온 고압으로 Li6와 중수소를 반응시켜 삼중수소를 발생시키고, 이를 기반으로 D-T 핵융합을 일으키는 강화형 핵무기의 개발이다.

강화형 핵무기 개발 시험은 핵폭발 없이도 실험실에서 수행할 수 있다. 레이저 핵융합 설비를 이용해 고온 고압 플라즈마를 만들고, 이를 반사 거울로 작은 점에 집중시켜 순간적으로 수천만도의 고온고압 환경을 만드는 것이다. 1980년대 중국과학원과 북한과학원의 과학기술협력을 통해 중국이 사용하던 레이저핵융합 설비가 북한에 공여되었다. 북한은 이를 평성에 있는 과학원 산하의 이과대학에 설치하고, 용량을 확장하여 실험 조건을 강화하였다.

결국 2010년 5월에 북한 노동신문에서 과학기술자들이 핵융합에 성공했다고 보도하였다. 당시 국내외 많은 전문가들은 토카막(Tokamak) 같은 첨단 고가 실험장비가 없는 북한이 핵융합에 성공할 수 없다고 하였다. 그러나 이는 핵융합에 여러 가지 방법이 있다는 점을 간과한 것이다.

이에 비해 중국 언론은 상당히 격한 논조로 북한을 비난하였다. 이는 중국이 자신들이 제공한 레이저핵융합 설비를 북한이 이용했다는 것을 알았기 때문이라 생각된다. 북한이 레이저핵융합 설비를 이용해 핵융합 기술을 발전시키면 폭발력이 확장된 강화형 핵무기를 개발할 수 있다. 여기서 더 나아가면 수소폭탄 개발로 이어질 수 있다.>>

정리/김필재(조갑제닷컴) spooner1@hanmail.net

  

1950년대 후반 美 해군이 보유했던 '마크-45' 핵어뢰

2016년 1월4일자 보도

그동안 국내외 핵무기 전문가들의 분석에 따르면 증폭핵분열탄은 핵탄두 소형화에 매우 적합한 무기체계로 알려져왔다. 다만 핵분열과 핵융합 기술이 모두 쓰이기 때문에 개발이 쉽지 않은 무기체계이다. 일반적인 핵개발 경로를 보면 원자폭탄에서 수소폭탄으로 이행하는데, 이 과정에서 증폭핵분열탄 제조를 하게 된다. 이것이 가능하면 수소폭탄 개발도 할 수 있게 된다. 핵보유국인 미국과 舊소련도 이 수순을 밟았다.

북한은 핵탄두의 중량을 1톤 이하로 만드는 소형화에 주력해왔다. 이를 위해 북한은 증폭핵분열탄 연구에 몰두하는 것이다. 전문가들은 “핵탄두의 소형화는 핵물질의 양을 줄이면 가능하고 핵장치의 전체 무게와 부피를 줄이면서도 파괴력을 그대로 유지하는 기술”이라고 설명한다. 핵탄두를 소형화할수록 중·장거리 미사일에 탑재하기 용이해 핵공격 능력이 강화된다.

아래는 과학전문지인 '더사이언스타임즈'의 2014년 4월2일자 보도의 일부이다.

<소형화된 핵탄두는 전술핵무기로도 사용되는데 대구경포의 포병탄두로 장착하는 것, 핵배낭 등의 휴대용 핵무기, SU-25 ,MIG 전투기 등에 실어서 투하하는 항공 핵폭탄, 핵어뢰, 핵기뢰 등이 있다. 핵지뢰는 일반 폭약 대신에 소형 핵탄두를 탑재한 지뢰로 원격조작으로 터뜨리는 방식이다. 유사시, 적의 대규모 기갑부대가 아군 방어선을 돌파할 경우, 폭파시켜서 도로에 엄청난 크기의 구멍을 만들어 전진 속도를 늦추거나 방사능 오염지대를 형성, 적의 접근을 차단하는 역할을 맡는다. 이외에도 댐, 터널, 교량 등 대규모 시설물을 파괴하는 데 사용된다.

지난해 7월 27일 북한의 ‘전승절’ 기념행사에서 선보여 ‘가짜다. 아니다’의 논란을 불러 일으킨 핵배낭도 위협적인 전술핵무기로 알려져 있다. 유사시에 또는 평시에도 적의 특공대원이나 테러범이 몸에 휴대하고, 아군의 후방에 침투, 군부대 지휘시설, 공군기지, 탄약고 등의 주요 시설 등을 폭파시킬 수 있기 때문이다. 비록 하나의 핵배낭의 중량이 30kg에 불과하지만 그 위력은 TNT 10T에서 1KT에 달한다. 이외에도 바다에서 적 수상함정이나 잠수함을 공격하는 핵어뢰 및 핵기뢰도 소형 핵탄두를 장착한 전술핵무기로 개발되고 있고, 대구경포로 투발할 수 있는 핵포탄, 폭격기로 투하하는 항공 핵폭탄 등도 위협적 전술핵무기라고 할 수 있다.>