핵분열 폭탄의 핵분열성 물질이 임계량을 넘어가게 되면 중성자 없이도 바로 분열하기 시작하는건가요?

Question

영화 오펜하이머에 나오는 포신형 구조에서 임계량 이하의 두 핵분열성 물질을 분리해놓았다가 합치는 이유가 뭔가요? 미리 합쳐놓으면 무슨 문제가 발생하는지 궁금합니다.

Answer 1

안녕하세요.

핵분열 폭탄에서 사용되는 핵분열성 물질이 임계량을 초과하게 되면, 중성자 없이는 분열을 시작하지 않습니다. 핵분열 반응은 중성자에 의해 촉발되며, 임계량이라는 것은 핵분열 반응이 자기 유지 될 수 있는 최소한의 양을 의미합니다. 임계량을 초과하면 핵분열 반응이 일어나 중성자가 다른 핵으로 전파되어 연쇄 반응을 일으키게 됩니다. 그러나 중성자의 존재 없이는 초기 반응이 시작되지 않습니다.
포신형 구조에서 임계량 이하의 두 핵분열성 물질을 분리해 두었다가 필요 시에만 합치는 이유는 안전과 핸들링의 용이성 때문입니다. 임계량을 초과하는 양의 핵분열성 물질이 한 곳에 모여 있으면, 우발적인 중성자 배출 또는 외부에서 중성자가 들어와 핵분열 반응을 일으킬 위험이 있습니다. 이러한 핵분열 반응은 막대한 에너지를 방출하며, 제어되지 않은 환경에서는 폭발로 이어질 수 있습니다. 따라서, 임계량 이하로 분리하여 보관함으로써 안전하게 핵분열 물질을 관리할 수 있습니다.