조그만 핵폭탄은 어떻게 엄청난 폭발력을 발휘할까요

Question

최근들어 북한의 핵위협에대해 언론을 통해 많이 접하게 되는데 핵폰탄을 보면 작은 미사일 처럼 보이던데 폭발력은 엄청 크다고들 합니다 어떻게 이런 큰 폭발력을 발휘할수 있을까요 그리고 방사능에 대한 피해도 크다고 하는데 대비책은 무엇일까요

Answer 1

안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.

핵무기의 과학적 원리는 핵분열 반응에 있습니다.

핵분열은 불안정한 원자(우라늄-235과 같은)에 중성자를 충돌시켜 불안정한 원자가 다른 원자로 변하며 결손되는 질량이 발생하는데, 이 결손된 질량이 에너지로 전환됨에 따라 에너지를 얻어지는 것입니다. 불안정한 원자에 중성자를 충돌 시킴으로써 붕괴를 시키는데, 이 반응이 연쇄적으로 일어나 많은 양에 에너지를 얻을 수 있습니다. 이 때 질량 손실에 의해 얻어지는 에너지는 E=mc^2에 의해 계산할 수 있습니다. 만약에 1g의 질량 결손만으로 9000만 줄(J)의 에너지가 발산됩니다.

방사능 피해를 최소화 하기는 어렵습니다. 방사능을 막기위해서는 강한 자기장 차폐, 납을 이용한 물리적인 차폐 등이 있으며, 방사능을 막기위한 기술적인 개발과 연구 노력이 지속되고 있습니다. 그래서 방사능 차폐가 가능한 콘크리트 개발, 플라스틱 개발, 나노 복합재 개발 등이 있습니다. 이러한 것으로 건물을 짓거나, 방호를 지어 방사능 피해를 줄이는 방법으로 가능할 것 같네요.

Answer 2

핵폭탄은 우라늄을 기반으로 시작됩니다.

원자핵 내의 반응에 따라 연쇄적으로 발생하는 현상인데,

우라늄을 충돌시키면 분열하면서 고에너지가 발생되고, 감마선과 함께 방사선이 방출됩니다.

이것이 또 연쇄적으로 일어나면서 에너지가 발생되게 됩니다.

그리고 핵폭탄의 대비책에는 요오드 섭취가 있습니다.

방사능 피폭에 요오드가 도움이 되기 때문입니다.

피폭 가능성이 발생할 경우 보통 정제된 요오드를 복용하게 하는데,

갑상선에 요오드가 많게 되면 방사성 물질이 갑상선에 들어오는 것을 막아주기 때문입니다.