가장 발전된 열핵폭탄, RIPPLE 설계

👤 루루웨도

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핵무기를 군사적인 용도로,

목표(인명, 장비)를 파괴하기 위해

사용할 때는 폭풍효과를 주로 사용한다.

하지만 일반적인 핵무기의 단점은 바로

군사적으로 별로 원하지 않는 효과인

방사성 낙진이 많이 발생한다는 것이다.

https://youtu.be/dYJ5JfrK7KE?si=13t5GdwCazluSMYG

Castle bravo 15 Mt 1954

Facebook : https://www.facebook.com/TheCentralnuclearCanal Arequipa - Perú.© TheCentralnuclearDonate:https://www.paypal.me/TheCentralnuclear

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1956년 캐슬 브라보 테스트의 결론과

https://youtu.be/Xn8lvMkySmc?si=LfqJn6n9XxFa29i1

[ ] -- -- ( )

https://en.wikipedia.org/wiki/Operation_Redwingmusic composed and conducted bywilliam t. strombergmusic performed by the moscow symphony orchestra

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레드윙 작전의 시작 사이,

미국의 핵무기 개발 연구소에서는

크게 두 가지 분야로 역량을 집중한다.

첫번째는 핵무기의 무게당 위력비를

최대한으로 끌어올리는 것.

두번째는 방사성 낙진(핵분열 생성물)을

달성 가능한 한 가장 적게 발생시키는 핵무기를

만드는 것이었다.

방사성 낙진이 최소화된 "깨끗한"핵무기의

개발이 제안된 것이다.

이는 굉장히 어려운 과제였다.

이 과제가 왜 어려운 과제인지 이해하기 위해서는

수소탄의 기본 원리인

텔러-울람 설계에 대해 먼저 알아야 한다.

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텔러-울람 설계의 수소탄은 케이스 내부에

1차 핵분열탄(Primary, 원자탄)과 2차(Secondary)

수소 핵융합탄을 물리적으로 분리시켜두고, 1차 핵분열탄의 에너지로 2차 수소탄을 점화시키는

배치를 하는 설계를 텔러-울람 설계라고 한다.

이 설계가 어떻게 작동하는지는 기밀이긴 하지만

공개된 정보를 종합하여 가장 가능성이 높다고 추정되는 원리는 바로 방사 내파이다.

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방사 내파에 대해 3번 사진부터 설명하자면

3. 원형 원자탄이

나오는 엄청난 에너지의 연X-선을

2차 핵융합탄의 외부에 강렬히 조사한다.

이렇게 된다면 2차 핵융합탄의 외피, 그러니까 푸셔는

강력한 연X선 노출로 인해 엄청난 온도로 올라가며

핵융합탄의 외피(푸셔/템퍼)가

고체에서 기체상태로 매우 짧은 시간 내애

상변화가 일어난다.

이런 고체에서 기체 상태로 변화가 생기면 거꾸로 뒤집어진 로켓과 같이 핵융합탄을 빠르게 자신의 중심 방향으로 충격파가 가해져 핵융합탄을 쥐어짜게 된다

(이를 내파라고 한다.).

이로 인해 핵융합 연료와 그 가운데에 있는 또다른 원자탄인 "점화 플러그"가 압축된다. 이 압축된 원자탄이 폭발하면

핵융합 연료는 극도로 압축된 상태였는데

그 중심에서 "점화 플러그"가 폭발하면

온도 또한 매우 높아져 핵융합 반응이 시작된다.

이로 인해 엄청난 에너지를 방출하는 수소 핵융합 반응이 일어나 주변의 모든 것을 파괴하게 되는 것이다.

수소탄의 작동원리인 텔러-울람 설계상

방사성 낙진을 발생시키는 핵분열성 물질이

1차 핵분열탄에 있고,

2차 핵융합탄 내부에도 핵융합 연료를 가열하기 위한

핵분열성 물질이 있었다.

핵분열성 물질들이 핵융합 반응을 유도하기 위해

아주 중요한 역할을 하고 있었기 때문에

방사성 낙진이 거의 없는 "깨끗한" 핵무기의 개발은

어려운 과제였던 것이다.

일반적인 수소탄은 핵분열, 그러니까 수소탄을 점화시키기 위한 원자탄과 수소탄의 우라늄 푸셔에서 나오는 핵분열 에너지가 수소탄 위력의 50~60%를 차지했다.

저위력 핵무기는 핵분열 에너지가

전체 위력의 80%나 차지했다.

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1960년, 미국 원자력위원회는 리버모어 국립 연구소와

로스 알라모스 국립 연구소에 만약 핵실험을 재개한다면

(그 당시엔 미국과 소련이 핵실험을 하지 않는 핵실험 모라토리움을 선언했던 시점이었다.)

몇년 내로 핵무기 기술이

어떤 수준으로까지 발전할 수 있을지 물어봤다.

리버모어 연구소의 에드워드 텔러와 해롤드 브라운은

1965년이면 6000파운드(약 2.721톤)의 무게로 TNT 50메가톤급의

핵무기를 만들 수 있을거라 예측한다.

이는 리버모어 연구소에서 만든

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가장 효율적인 핵무기, B-41보다

350% 더 향상된 수치였다.

이 예측은 핵무기 무게 1kg당

TNT 18.4킬로톤의 위력을 낼 수 있다는 뜻으로,

플루토늄이 낼 수 있는 총 에너지 함량과

테드 테일러가 예측한 핵무기 무게 1kg당 낼 수 있는

위력의 최대 한도가 TNT 6킬로톤/kg이라는

"테일러 한계"를 없앤 것이었다.

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소련의 50메가톤급 핵무기,

차르 봄바가 무게가 27톤이었다.

겨우 2.721톤으로 27톤급

차르봄바의 위력을 따라잡을 수 있다는 것이다.

그리고 1960년 레이저의 발명으로

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ICF(Inertial Confinement Fusion, 관성 봉입 핵융합)

이라는 개념이 태어난다.

이 ICF라는 개념을 이용하여 수소탄을 설계하게 된다.

ICF 이전엔 수소탄의 외피를 X-선에 불투명한

고밀도 중금속 푸셔/템퍼를 사용했으나,

ICF 개념을 적용하자

푸셔가 사라져야 하고,

내파 에너지를 가능한 한도 내에서

최소화 할 필요가 있다는 결론이 나왔다.

이로 인해 기존의 텔러-울람 설계에서 조금씩 벗어나기 시작했다.

이 ICF라는 개념과 원리는 핵융합 에너지의 높은 수율, 푸셔가 없는 타겟(2차 핵융합탄)의 구성, 핵분열성 물질로 이뤄진 "점화플러그" 대신 중수소-삼중수소로 만든 "점화플러그"라는

새로운 설계가 자리를 잡게 한다.

이 ICF를 핵무기에 적용하기 위해서는

핵융합 연료의 등엔트로피 압축, 혹은 거의 등엔트로피 압축되는 조건이 필요했다.

이를 위해서는 시간에 의해 의도적으로 조절되는 다양한 강도의 에너지 방출, 일명 “펄스 성형”이 필요했다.

RIPPLE 설계는 초기의 ICF 기술을 열핵장치에

적용한 것으로, 핵무기로 구동되고 크기를 키운

ICF 폭발이었다.

주요 특이점으로는 2차 핵융합탄을

푸셔가 없는 고이득 구(sphere)형 중공(가운데가 비어있는) 설계를 하고,

1차, 작고 매우 효율적인 핵분열탄에서 나오는 X-선 을 일시적으로 조절하고 최적화시킨 X-선을 이용해

2차 핵융합탄을. 내파시킨다.

이 RIPPLE 설계를 작동시키는 원리 중

가장 중요한 것은 단번에 강력하게 쏟아지는 X-선 방출을 일련의 정밀 조절된 여러번의 충격파로 변환시키는 것이었다.

이를 위해 1차 핵분열탄과 2차 핵융합탄

사이의 장벽을 X-선에 불투명한 높은 원자번호의 물질들로 만들면 1차 핵분열탄에서 2차 핵융합탄으로 가는 에너지의 속도를 조절할 수 있다는 점을 이용한다.

하지만 이 장벽은 1차 핵분열탄에서 나오는 엄청난 에너지로 인해 2차 핵융합탄을 파괴할 수 있는게 매우 큰 문제였고, 이를 피하기 위한 한가지 가능한 기술은 X-선에 투명한 낮은 원자번호의 물질로 만든 일종의 방패를 장벽과 2차 핵융합탄 사이에 넣어

장벽의 잔해로 인한 충돌을 흡수하도록 하는 방법이 있을 것이라 추정된다.

이러한 추정들과 분석, 그리고 RIPPLE 장치의

큰 부피 대비 낮은 중량은 RIPPLE의 핵융합탄은

얇은 껍질을 가지고 가운데가 비어있는 설계라는것을 확인해 주는 것으로 보인다.

또한 한가지 더 흥미로운 점은 RIPPLE이 가진 핵출력(TNT 9.96 메가톤급)에 비해 2차 핵융합탄을 점화하는 1차 핵분열탄 Kinglet 의 위력이 매우 작다는 것이다. 최대 위력이 TNT 10~15킬로톤이 넘지 않고 가장 작은 위력이 TNT 2.6킬로톤 정도 되었다.

이와 대비해 TNT 9메가톤급 위력이 나오는

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W-53 핵탄두가 1차 핵분열탄으로 100킬로톤급 위력을 가진 것을 사용한 데다가 핵분열성 푸셔/템퍼와 점화 플러그를 가진 것을 본다면 RIPPLE이 가진 위력(TNT 9.96메가톤)에 비해 매우 작은 핵분열탄을 점화장치로 사용한다는 것이다.

또한 RIPPLE이라는 이름이 붙게 된 것 또한 특이한데, 일반적으로 미국의 핵무기를 개발하는 연구소 중 리버모어 연구소에서는 2차 핵융합탄의 코드명을 관악기에서 따왔다. 바순, 피페, 오보에,

칼리오페, 튜바같이 말이다.

물론 첼로라는 예외가 있긴 하지만 말이다.

아무튼 RIPPLE이라는 코드명은 이 설계가 얼마나 급진적인 설계인지를 보여준다.

https://youtu.be/Ept3-M4tMF4?si=jHKM4P1V_nvhtTYZ

Operation Dominic - Pamlico 112505

The U.S. conducted 210 atmospheric nuclear tests between 1945 and 1962, with multiple cameras capturing each event at around 2,400 frames per second. But in ...

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1962년 7월 11일 Pamlico라는 코드명으로 명명된 실험에서 약 4.1톤, 지름 약 1.4m, 길이 약 3.1m의 RIPPLE 장치가 B-52 폭격기에서 투하되어 약 4.1km 상공에서 TNT 3.85메가톤급의 핵출력으로 폭발했다.

개발자들이 예상한 핵출력은 TNT 3~5메가톤급이었기 때문에 실험은 성공했다.

이러한 성공으로 바탕으로 개발자들은 즉시 RIPPLE 설계를 다듬고 최적화시키기 위해 RIPPLE II와 RIPPLE III에 대한 작업을 시작했다.

https://youtu.be/UYVYkSxz-zI?si=SdcGDt7HZBVIUn6Y

Operation Dominic - Androscoggin 116265

The U.S. conducted 210 atmospheric nuclear tests between 1945 and 1962, with multiple cameras capturing each event at around 2,400 frames per second. But in ...

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1962년 10월 2일,

RIPPLE II를 사용한 핵장치는 약 3톤, 길이 3.2m, 지름 1.4m의 크기였고,

Androscoggin 이라 명명된 실험에 사용되었다.

설계자들은 RIPPLE II의 핵출력이 TNT 15~16메가톤에 달할 것으로 예상했지만

그에 한참 못 미치는 TNT 63킬로톤급의 출력밖에 내지 못했다.

결과는 실패였다.

RIPPLE 설계자는 1962년 10월 12일에

대통령에게 RIPPLE II 실험을 다시 하게 해달라고 요청한다.

https://youtu.be/WbDQ9f68Xq8?si=ZeiWXKaW3mZ_tVxT

Operation Dominic - Calamity 119252

The U.S. conducted 210 atmospheric nuclear tests between 1945 and 1962, with multiple cameras capturing each event at around 2,400 frames per second. But in ...

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한편 무게 830kg, 길이 2.3m, 직경 0.8m의

RIPPLE III는 1962년 10월 27일 Calamity라는 코드명의 핵실험에서 기폭된다.

개발자들이 예상한 위력은

TNT 30메가톤급이었으나

실제 위력은 TNT 800킬로톤급이었다.

이것 또한 실패했다.

하지만 1962년 10월 30일,

https://youtu.be/IZZ_IsyE_iE?si=ElN01kwwYeshAxMl

Operation Dominic - Housatonic 120256

The U.S. conducted 210 atmospheric nuclear tests between 1945 and 1962, with multiple cameras capturing each event at around 2,400 frames per second. But in ...

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개량된 RIPPLE II는

하우사토닉이라는 코드명의 핵실험에서

공중투하로 핵실험이 진행되었다.

이 하우사토닉이라는 코드명의 실험에

사용된 핵 장치는 무게는 약 3.2톤, 길이 약 3.75m

직경 1.4m의 장치였다.

위력은 TNT 9.96 메가톤급으로 성공한 것으로 추정된다.

(성공 여부는 미국에서 이 하우사토닉의 예상 위력을 공개하지 않아서 추정밖에 할 수 없다.)

하우사토닉의 폭발 에너지 99.9%가 핵융합에서 나와 방사성 낙진이 거의 없는 “깨끗한"핵무기 라는 목표를 달성한다.

개발자들은

RIPPLE 개념을 발전시켜야할 필요도 있었고 핵"무기"가 아니라 핵실험용 핵”장치” 여서 이를 무기화하려면 추가적인 핵실험이 더 필요했다.

(핵장치와 핵무기의 차이는 핵 장치는 단순히 터질 수 있는 물건이라면, 핵무기는 오래 보관해도 사용이 가능한지,

적대적인 환경에 노출되어도 생존해 사용이 가능한지 등 다양한 시험을 통과하여 실제 전투에 사용 가능한 녀석을 말한다.)

하지만 이 RIPPLE설계는 가벼운 편이지만, 부피가 너무 커서 RIPPLE을 이용한 핵무기를 탑재할 만한 수단이 타이탄 II ICBM밖에 없었다는 문제, 미국이 LTBT(제한적 핵실험 금지 조약)에 가입하면서 안타깝게도 이 RIPPLE 설계는 무기화의 단계까지 이르지 못하게 된다.

자료 출처:https://doi.org/10.1162/jcws_a_01011

출처: 군사 갤러리 [원본 보기]

🔥 실시간 네티즌 베스트 반응

ㅇㅇ아... 다음에 공부할게요
OoOOOOOooOoN2폭탄?
ㅇㅇ단어 번역되어있는걸로 보는건 신선하네ㅋㅋ
졸커땡컨낙진 위험 없는 핵무기라니 상상만 해도 끔찍한걸
ㅇㅇ생각외로 핵무기 발전이 있었네
돔베기저거다
야마토좋아제대로 완성 안되서 다행인가 낙진 없으면 위력만 오지는 폭탄이니 남용했을듯 - dc App
ㅇㅇ순융합폭탄이 궁극의 핵무기아님? - dc App
{=w=}▓▒░ ~/ᐠ˵- ⩊ -˵マ 💝 ░▒▓
감자박이리또속 - dc App
ㅇㅇ만들면 뭐하노 쓰질않는데?
타이밍뒷통수한방삼성 임원 1000명 + 정치인300명 = 1300명이상이 좁은땅에 공산당원인 나라 ㄷㄷ
Savage3D인도적으로 살상할 수 있는 무기를 개발해 주세요
ㅇㅇnipple이 아니네 ㅉㅉ 꼴알못이노
ㅇㅇ역시 이죄명 문제인이 일은 참잘해
ㅇㅇ저시대 그래픽 카드도 없을 시기인데, 지금은 Ai 특이점에 들어섬,미국은 초소형 핵무기도 있을듯
ㅇㅇ리플 5달러 가즈아~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
ㅇㅇ이거보고 리플코인 풀매수했다
ㅇㅇ군첩 X포티 50대 좌파자식들아 핵폭탄이니 공자왈 맹자왈 떠들지말고 느그들이 지지하는 찢주당 X통령이 은폐시도중인 북괴 DMZ 지뢰테러사건이나 좀 언급해봐라.
ㅇㅇ리플5천원,,,,꼴까닥
ㅇㅇ군첩 장애인 홍어자식들 - dc App
123학력은 지능이 아니다
ㅇㅇ지금 차르붐바 크기면 폭발력이 훨씬 크겠지
ㅇㅇ한국도 리플무장하자
ㅇㅇ핵분열 낙진만 적은거지 중성자가 튀어 나와서 주변을 방사능 물질로 만드는건 못막음. 클린밤 쓰고 진입하면 암 발생률 높아짐
더큰파이핵무기는 낙진때문에 못쓴다는 내 생각이 틀렸네 미국은 이미 애초부터 낙진없는 핵무기 들고 있었네 글 감사합니다
ㅇㅇ이게 뭔개소리야 리플 롱잡으라고? - dc App
ㅇㅇhttps://youtu.be/993wlZ6XFSs?si=2JduEq9syl1oi79n 초소형 순수 핵융합탄 폭발 - dc App
ㅇㅇ다들 결횬도 제때하고 여자들 28 29 때 다하고 취업도하고 놀러도가고 할거다하는데 왜 못산다 어쩐다 부정적인 이야기 하는거임? 궁금해다들 결횬도 제때하고 여자들 28 29 때 다하고 취업도하고 놀러도가고 할거다하는데 왜 못산다 어쩐다 부정적인 이야기 하는거임? 궁금해