[철심장]핵폭탄제조법(2)-도면및부품;plunger,tamper까지... 철심장의 과학,수학교실



안녕하십니까? 철심장입니다....
드디어 뜻잇는 동지들과 결성한 민간핵무기개발추진위원회(http://cafe.naver.com/nuclearmaker)를 일부 공개하기로 결정하고 공개까페를 개설하였습니다....
많은 관심과 참여를 부탁드립니다....

지난번에 올린 '핵폭탄제조법(1)-우리도 핵무기를 만들어보자'에 이어 이젠 좀더 구체적인 핵폭탄의 실제적 내부구조와 부품,제조법등을 소개합니다..... 

우선 일반구조도면과 반사재,기폭장치등 주요 부품이다.

1. 핵폭탄 구조도면

핵폭탄의 설계도라기보다는 설계도를 제작하기 위해 일반구조를 잡기위한 개념적 1차구조도면인데 일명 텔러-울람식 수소폭탄의 개념도 입니다...



위의 도면은 일반적인 핵폭탄의 구체적인 내부구조다.....

이 도면을 기준으로한 내부구조에 대한 디테일한 설명은 추가로 다시 올리겠다.

이번에는 참고만.....


1) 핵폭탄이란?

1편 글에서 자세히 소개해 놓았다..1편글을 참조하기 바란다...

2) 필요 요소

a.핵연료-핵분열성 물질 [fissionable material]

핵분열 무기를 위한 주요 물질들은 U-235Pu-239이다.

*농축-

Pu-239 동위원소 약 10kg . 그 외에 U-235가 필요한데, 일반적으로 우라늄 광석에서는 U-235는 그 양이 극소량이고 대부분은 U-238이기 때문에 그 2가지를 분리해야 함은 이미 1편에서 소개한 것과 같다(이것을 농축이라고 부른다)

농축공정에는 가스 원심분리기가 사용된다. UF6 가스를 실린더에 넣고 고속으로 회전시키면 원심력 때문에 더 무거운 U-238은 실린더의 바깥쪽에 , U-235는 중심 가까이에 모이게 되며. 이 과정을 계속 반복하여 U-235 비율이 90% 이상 되도록 한다.(1편 참조)

*임계질량-

핵분열 연쇄반응을 지속시킬 수 있는 핵분열성 물질의 최소 질량을 임계질량이라고 한다. 그것은 핵원료를 둘러싸는 물질(반사기 또는 반사재( tamper))의 효과성만이 아니라, 핵분열 물질의 밀도, 모양 그리고 종류에도 의존한다. 반사재는 중성자를 반사시켜 돌려보낸다.

반사재가 있는 경우와 없는 경우의 각 원료의 임계질량은 다음과 같다.(매우 중요)

 

U-235

Pu-239

반사재가 없는 구

56kg

11kg

두꺼운 반사재

15kg

5kg


(따라서 반사재를 활용할 경우 플루토늄239  5kg만 있어도 핵폭탄의 제조가 가능하다...

b. 핵 연쇄반응을 시작시킬 기폭장치 및 폭약


핵분열 무기들을 폭발시키려면 임계이하 질량들을 아주 짧은 시간 동안에 하나의 초임계질량으로 모아야 한다.

여기에는 두 가지 타입이 있는데 총 타입과 폭축 [implosion, 爆縮]타입이다  


플루토늄에서 발견되는 자발적 중성자 방출 시간이 짧기 때문에, 폭축 조립 방법이 필요한데, 폭발물들이 핵분열성 물질을 초임계질량이상으로 압축시키는 중심으로 몰려가는 충격파를 형성하도록 배열되어야 한다.

고성능 폭약이 터지면 , 안으로 향하는 폭축 파동이 발생한다. 이 압축된 물질의 표면 :부피 비율이 감소하기 때문에 밀도가 높아져 질량은 초임계가 된다. 고성능 폭약은 휴즈 시스템에 의해서 전기적으로 시간이 조절된 기폭제에 의해서 폭발한다.

 

* 기폭제 - 44kgTNT 젤리그나이트(고성능 폭약, 니트로글리세린에 녹아서 우드펄프와 나트륨 질산염과 섞인 약면약[ collodion cotton , 藥綿弱 ]으로 이루어진 폭발물을 말한다.)

   약면약[ collodion cotton , 藥綿弱 ]--질소량이 약 10-12%인 니트로 셀루로즈, 제조법은 강면약과 같으나, 무연화약용과 다이너마이트용과는 다소차이가 있다. 즉 무연화약용은 다소 강면약이 혼입되어 있어도 최후에 강면약을 혼합하는데 지장이 없으나 다이너마이트용은 다이너마이트가 됐을 때, 하절기 액화하며 흐르지 않도록 하기위해서는 용해도가 100%에 가깝고, 점도가 큰 것이 필요하다. 따라서 질소량을 크게 하기 위해 저온에서 초화한다. 에텔, 알콜혼합액에 가용, 니트로글리세린을 교화시킨다. 아세톤, 빙초산, 니트로벤젠, 아밀아세테이트 황화나트륨에 가용한다

c.뇌관 [detonator, 雷管]
뇌관을 제작하려면, 무선조종 모형 비행기나 자동차에 이용되는 무선조종(RC) 서보기구 [servomechanism]를 얻어야 한다. 소규모 폭발을 일으키기 위해서 뇌관 모자를 타격할 원격 플런저(remote plunger, )는 쉽게 얻을 수 있다. 이 뇌관 캡은 슈퍼마켓의 전기부품 부문에서도 찾을 수 있다...^^

d, 푸셔 (pusher)

핵무기에 있어서 매우 중요한 부품이다. 폭발 쇼크웨이브(충격파)는 아주 짧은 시간 동안만 지속되어서 그 충격파가 지나가면서 , 그 구멍의 극히 일부분만 압축된다. 알루미늄, 베릴륨, 또는 그 두 금속의 합금과 같이 낮은 밀도의 금속으로 만들어진 푸셔 폭탄(pusher shell )을 폭약 렌즈와 반사재 [tamper, 反射材, 군사용어] 사이에 놓아야 할 경우도 있다. 이는 충격파를 반사시켜 충격파의 수명을 늘려주는 효과가 있다. 에너지 이전의 효율성을 극대화하기 위해서 , 레이어들( layers)의 밀도 차이는 최소화 시킨다.

    

3) 핵폭탄 일반적 제조순서

추후 민핵위 게시판에 자세히 소개....^^


(참고)

1. 폭발물을 반사재( tamper) 주위의 구형 껍데기 안에 집어넣고, 여러 곳에서 동시에 폭발시키는 것만으로는 충분하지 않다. 왜냐하면 그 반사재와 플루토늄 구멍은 뇌관 전면부의 틈새들 사이에 압출(Squeeze-out)될 수 있기 때문... 충격파는 그 구멍을 중심으로 하는 완벽한 구형으로 만들어져서 내부로 가야한다. 폭발물 렌즈를 형성하기 위해서 상이한 전파 속도 [propagation velocity]를 갖는 잘 맞고 정확한 모양의 폭발물들의 구형 껍데기를 사용하면 이는 가능하다.


2. 원격 플런저(remote plunger)- 피스톤과 같이 실린더의 조합에 의하여 유체의 압축이나 압력의 전달에 사용하는, 전체 길이에 걸쳐 단면이 일정하게 만들어진 기계 부품.




일반적으로 지름이 작고, 긴 것을 말하고, 지름이 크고 짧은 것을 램이라 부른다. 펌프압축기액압(液壓) 프레스 등에 사용한다.

 

3. 반사재 [tamper, 反射材, 군사용어],

핵폭탄의 구성물 중에서 핵분열 물질의 주위를 에워싸서, 중성자의 누출과 핵분열의 산란을 방지하고 핵분열 물질을 가급적 신속히 분열시키게 하는 것

 

-.- 타오르는 보수중립 민중의 불꽃, 철타곤의 철   심   장


민간핵무기개발 추진위원회  http://cafe.naver.com/nuclearmaker






덧글

  • shaind 2015/08/07 15:22 # 답글

    핵무기 재료를 입수하기 위한 현실적인 난점은 둘째치더라도 핵무기 설계에 대한 기본적인 개념도 잘못 잡혀있으니 그냥 망상이라고밖에...
  • 철심장 2015/08/07 17:19 #

    저희 위원회는 어떻게 핵원료를 입수할 것인지 또 어떻게 농축할 것인지 등의 작전계획이 구체적으로 논의,마련되어 있습니다.
    또한 핵무기 구조에 있어서 가장 중요한 것은 plunger와 tamper라는 것은 조금만 조사해보면 쉽게 알 수 있을 것입니다.
    님께서 더 좋은 설계개념을 가지고 계시다면 저희 위원회에 구국적 결단으로 동참해 주셔서 적극적인 활동을 해주셔도 좋습니다.. 아니라면 그냥 찌그러져 계시고....
    핵무기 설계는 그리 어렵지 않습니다.....
  • shaind 2015/08/07 17:46 #

    ㅎㅎ 중요하다면 모든 게 다 중요하죠. 뇌관과 기폭약도 포함해서 말이죠. 기계식 뇌관에 젤리그나이트 같은 얼토당토 않은 물건으로 핵폭탄을 만들려 들면서 tamper 운운하고 있으면 웃을 수밖에요.

    방정식도 못 푸는 초등학생이 선형대수의 중요성을 운운하는 듯한 모습.
  • shaind 2015/08/07 18:05 #

    그리고 pusher shell을 '푸셔폭탄'이라고 번역한 걸 보니 내폭핵분열장치에서 pusher가 무슨 역할을 하는 물건인지도 전혀 감을 못 잡고 계신 것이 분명하군요. 이래가지고서야 핵폭탄 만들겠습니까...
  • 철심장 2015/08/10 10:00 #

    pusher shell을 '푸셔폭탄'이라고 호칭하는 것은 이 분야의 공통적인 관례입니다. 주로 푸셔셀이 폭탄을 사용하여 만들어지기 때문이라는 것은 추가설명안드리겟습니다...
    뭘 좀 아시는 분인줄 알고 위원회 가입을 권해드릴까 했는데 전혀 아니군요...
    그래서 대화조금 나눠보면 바닥이 드러난다는 겝니다...
    그냥 찌그러져 계셔주시면 감사하겠습니다...
    저희는 장난으로 이런 일하지 않습니다....
  • shaind 2015/08/10 11:24 #

    풉. 네 폭탄으로 pusher 열심히 만들어보시기 바랍니다. pusher는 말그대로 충격파를 전달해서 피트를 내폭방향으로 밀어넣기 위한 부품이고 충격파 전달효율을 위해 밀도차를 완화해주는 게 주목적인데 폭탄으로 잘도 만들어지겠습니다 ㄲㄲ
  • ㅋㅋㅋ 2015/08/16 15:11 # 삭제

    참내 이분야 관례라구요?ㅋㅋㅋ 도대체 어느 나라 관례가 그러는지ㅋㅋㅋㅋ
  • Skip 2015/08/07 17:10 # 답글

    수도권 근처에서는 만들지 말아주세요 ㅠㅠ
  • 철심장 2015/08/07 17:22 #

    글쎄요~ ^^
  • PFN 2015/08/07 21:38 # 답글

    판사님. 전 아무것도 보지 않았습니다
  • 모모 2015/08/07 22:26 # 답글

    "Casting and then machining plutonium is difficult not only because of its toxicity, but also because plutonium has many different metallic phases. As plutonium cools, changes in phase result in distortion and cracking. This distortion is normally overcome by alloying it with 3–3.5 molar% (0.9–1.0% by weight) gallium, forming a plutonium-gallium alloy, which causes it to take up its delta phase over a wide temperature range.[14] When cooling from molten it then has only a single phase change, from epsilon to delta, instead of the four changes it would otherwise pass through. Other trivalent metals would also work, but gallium has a small neutron absorption cross section and helps protect the plutonium against corrosion. A drawback is that gallium compounds are corrosive and so if the plutonium is recovered from dismantled weapons for conversion to plutonium dioxide for power reactors, there is the difficulty of removing the gallium.

    Because plutonium is chemically reactive it is common to plate the completed pit with a thin layer of inert metal, which also reduces the toxic hazard.[15] The gadget used galvanic silver plating; afterwards, nickel deposited from nickel tetracarbonyl vapors was used,[15] but gold is now preferred." - Wikipedia

    핵원료를 어떻게 얻고 원심분리기를 어떻게 구할지부터가 의심스럽지만 플루토눔 농축하다가 가스중독으로 뉴스에 사망사고 소식이나 안 뜨면 다행일 거 같습니다만...
  • shaind 2015/08/09 08:08 #

    원심분리기는 애초에 가망이 없죠. U-235를 가스원심분리법으로 유의미한 시간 안에 얻으려면 대략 대형 공장급의 설비가 필요하니 말이죠. 웬만한 대기업총수쯤은 되어야 -_-
  • 해피사자 2015/08/08 10:14 # 답글

    산소 아깝네요...
  • 니시오잇신 2015/08/08 14:31 # 답글

    사진이 다 엑박이네요
  • ChristopherK 2015/08/10 09:42 #

    세상을 구하는 네이버의 위엄!
  • ChristopherK 2015/08/10 09:43 # 답글

    근데 상식 부족으로 만들다 다들 훅 가실 듯.
  • shaind 2015/08/10 12:17 # 답글

    이젠 웬 텔러-울람식 수소폭탄 그림을 갖다놓으셨네요 ㄲㄲ
  • 지나가던과객 2015/08/11 02:26 # 삭제 답글

    핵폭탄을 만들겠다는 패기는 보기 좋습니다만, 플루토늄, 아니 우라늄을 어떻게 구할지부터 생각해야 하는 것 아닌가요?

    조만간 경찰서에서 설렁탕은 실컷 드시겠군요.
  • 철심장 2015/08/19 10:38 #

    경찰따위가 조사해봤자 그저 황당한 공상얘기한 것을 조사하는것 자체가 코메디요, 비난받게 될 겁니다. 털어도 먼지하나 안나올테니 조사하는것 자체가 우스꽝스럽고 공권력남용으로 여론의 비난받고 조사중단하게 될 것입니다...계속 조사하면 경찰고위층 몇놈 모가지 날라가겠죠....

    이렇게 앞에선 공상작전으로 나가고...그러나 뒤에선...으흐흐흐....
    핵무기를 어디 그렇게 쉽게 만들수 있다고 생각했겠습니까? 저같이 똑독한 사람이???
    일명 '각시탈작전' 혹은 '취권전법'인 셈이죠.....
  • 잠깐 2015/08/16 15:08 # 삭제 답글

    이거 본인글 맞나요?
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