수소폭탄 위력 얼마나? 폭탄의 제왕 ‘차르봄바’ 아시나요

현재 러시아 샤로프시의 핵무기 박물관에 전시되어 있는 수소폭탄의 원조 '차르봄바'

문재인 대통령이 유엔 연설에서 북한의 핵도발 대해 “평화적 해결의 대원칙”을 강조했음에도 북한은 ‘역대급’의 강경한 어조로 미국과 한국을 압박하고 있다. 특히 김정은 노동당 위원장이 “사상 최고의 초강경 대응을 고려하겠다”고 선언한 뒤 리용호 북한 외무상이 이에 대해 “아마 역대급 수소탄 시험을 태평양 상에서 하는 것으로 되지 않겠는가”라고 해석해 그 배경에도 관심이 쏠리고 있다. 

북한의 수소폭탄 실험은 미국에게는 ‘더 이상 양보는 없다’는 일종의 마지노선이다. 이 선을 넘을 경우 미국도 실제적이고 구체적인 군사 대응 옵션을 풀가동할 것으로 보인다. 그렇다면 왜 수소폭탄 실험이 이토록 중대한 고비가 될까? 수소폭탄이 가지고 있는 엄청난 위력과 그 상징성 때문이다. 

수소폭탄은 인류가 발명한 최고로 강력한 무기다. 수소폭탄은 원자폭탄과는 그 개념이 다르다. 원자폭탄은 기술적으로 훨씬 구식이다. 우라늄이나 플루토늄을 응축시켜 ‘핵분열’을 일으키는 것이 핵심이다. 우라늄, 플루토늄 내 핵이 연쇄적으로 마구 쪼개지면서 생기는 엄청난 에너지를 이용해 수천∼수만도의 고온과 충격파를 만드는 것이다. 원자탄은 지금껏 실전에 단 2번 쓰였다. 

2차 세계대전 막바지 일본 히로시마와 나가사키에 떨어진 원자탄이 바로 그 예다. 히로시마에 투하된 것이 ‘리틀보이’(원자폭탄에 부여된 코드명)로서, 길이 약 3m, 지름 71cm, 무게 약 4t 정도 되는 ‘소형’ 폭탄이었다. 1945년 8월 6일, B-29 폭격기가 탑재하여 약 9,000m의 고공에서 투하했고, 고도 약 550m에서 폭발했다. 폭발력을 극대화하기 위해 지상에서 폭발한 것이 아니었다. 폭발의 위력은 티엔티(TNT) 기준으로 약 2만t에  달했고, 이 폭발로 인해서 히로시마의 중심부 약 12km2(제곱킬로미터)가 폭풍과 화재에 의하여 괴멸됐고, 사망자 7만 8000명, 부상자 8만 4000명, 행방불명자가 수천에 이르렀으며, 파괴된 가옥수는 6만 호로 알려졌다.

나가사키에 투하된 ‘팻맨’은 로스앨러모스 국립연구소에서 만들어진 리틀보이와 마찬가지의 소형폭탄이었다. 1945년 8월 9일, B-29 폭격기가 탑재하여 출격했고, 원래 예정지는 기타큐슈였지만, 전날 미군의 공습으로 인해 생긴 자욱한 연기와 기상 악화로 인해 폭격기 조종사가 제2순위였던 나가사키로 가게 되고, 11시 2분 나가사키 현 나가사키 시의 북부(현재 마쓰야마마치)의 상공 550m에서 투하됐다. 폭탄의 위력은 8월 6일 히로시마에 투하된 리틀보이보다 약간 강했으나, 나가사키는 기복이 심한 지형으로 기복이 없었던 히로시마에 비해 위력이 감소돼 파괴 정도는 히로시마에 비해 작았다. 그럼에도 사망자 약 7만 3900명, 부상자 약 7만 4900명, 파괴 가옥수는 약 1만 2900호에 이르렀다. 

수소탄은 원자탄보다 원리가 복잡하다. 수소탄에는 기폭장치로 원자탄이 들어간다. 이 원자탄이 터지며 폭탄 내 중수소와 삼중수소가 ‘핵융합’ 반응을 일으키게 된다. 수소탄의 ‘수소’ 명칭은 이때 쓰이는 중수소와 삼중수소가 수소의 동위원소이기 때문에 붙었다. 원자탄만의 위력으로도 대단한데 수소폭탄은 그 위력을 기폭장치로 쓰고 그 뒤 또 다시 ‘핵융합’ 반응을 일으키는 연쇄구조로 돼 있다. 이 핵융합 반응은 에너지가 매우 큰 고속 중성자를 만들고 이어 고속 중성자는 폭탄에 들어간 우라늄 238의 핵분열을 촉발시키면서 엄청난 파괴력을 만들어낸다. 즉 ‘원자탄의 핵분열→핵융합→핵분열’의 연쇄 반응이 일어나는 것이다. 수소탄은 이 과정을 반복해 파괴력을 원자탄과 비교가 어려울 정도로 끌어올릴 수 있다. 수소탄은 1950년대 처음 개발됐지만 지금껏 실제 전쟁에서 쓰인 경우는 아직 없다. 

수소폭탄의 선두주자는 역시 소련(러시아)이었다. 소련은 인류역사상 최고의 폭발력을 지난 폭탄을 개발하기로 했다. 1961년 7월 10일 니키타 흐루쇼프 소비에트 연방 총리의 지시에 의해 개발이 시작됐다. 기존의 부품을 활용했기에 설계와 제작에는 겨우 14주만이 소요됐다. 무게는 무려 27t(히로시마에 투하된 원폭이 4t이었다), 길이 8m(히로시마원폭 3m), 지름 2m의 그야말로 슈퍼폭탄이었다. 이 폭탄의 이름은 폭탄의 제왕이라 불리는 ‘차르봄바’ 즉, 황제폭탄이란 뜻이다. 코드네임은 개발자의 이름을 딴 ‘이반’(Ivan)이었다. 실제 사용을 위한 무기라기보다는 냉전 중에 미국에 대한 시위의 목적으로 개발되고 실험된 폭탄이었다.

당시 폭탄이 너무 커서 그것을 나를 투폴레프 Tu-95 폭격기의 폭탄 수납 격실의 문을 제거하는 개조를 해야 했다. 실험자의 안전을 위해서 특별히 제작된 800 kg 무게의 낙하산을 이용해서 투하됐다. 처음 차르봄바를 설계할 때 100메가톤으로 계획했지만 낙진의 위험이 커서 50메가톤으로 줄였다고 한다.

차르봄바는 1961년 10월 30일 오전 11시 33분에 소비에트 연방 노바야제믈랴 제도에서 폭발했다. 콜라 반도의 비행장을 이륙한 개조된 투폴레프 Tu-95 폭격기를 이용, 고도 10,500m에서 투하됐다. 폭탄은 기압 센서를 이용, 지면으로부터 4000m 높이에서 폭발했다(원자폭탄은 지상 550m에서 폭발). 폭발의 화구는 지상에까지 닿았고, 위로는 폭탄이 투하된 비행기의 고도까지 닿았다. 비행기는 이미 45km 밖의 안전한 곳으로 이동한 후였지만. 폭발은 1,000km 바깥에서도 보였고, 폭발후의 버섯 름은 높이 60km, 폭 30~40km까지 자라났다. 100km 바깥에서도 3도 화상에 걸릴 정도의 열이 발생했고, 후폭풍은 1,000km 바깥에 있는 핀란드의 유리창을 깰 정도였다. 폭탄에 의한 지진파는 지구를 세 바퀴나 돌았다.

차르봄바의 58메가톤 위력은 태양이 같은 시간 동안 방출하는 양의 1%에 해당하는 크기이다. 참고로 미국이 제작한 가장 큰 핵폭탄은 25메가톤이었고 미국이 실험한 가장 큰 폭탄은 15메가톤이었다. 차르봄바는 히로시마와 나가사키에 투하된 원자폭탄의 위력보다 3800배 이상 강했다. 이 폭탄은 인류가 만들어냈던 폭탄 중 가장 강한 폭탄으로 남아있다. 

수소폭탄은 위력도 가공할 만하지만 소형화가 가능해 전략적 가치가 크다. 장거리미사일 탄두로 탑재해 버튼 하나로 먼 곳의 적을 말살하는 것이 가능해진 것이다. 이 때문에 수소폭탄은 과거 냉전 시절 미국과 소련의 대륙간탄도미사일 개발 경쟁을 부채질한 ‘원흉’이 됐다. 대륙을 오가는 핵미사일 소나기에 인류가 멸망할 것이라는 암울한 경고가 나오기 시작한 것도 바로 이때다. 북한의 태평양 수소폭탄 실험 엄포는, 인류의 시계를 거꾸로 돌리려는 ‘광란의 전주곡’이다.

성기노 피처링 대표 

*이 글은 인터넷매체 보안뉴스에 2017년 9월 23일에 실린 기사입니다.