핵탄두(핵폭탄)의 위력을 나타내는 단위와 피해 수준

핵탄두(핵폭탄)의 위력은 엄청나다. 사람들이 일반적으로 상상할 수 있는 범위를 넘어선다. 화약이 충전된 수류탄 1발의 폭발력도  수 m를 초토화시키는 위력을 가지는데 수류탄에 들어가는 화약량은 TNT 100g 남짓이다. 핵탄두는 TNT 수십만톤에서 수백만톤이 폭발하는 위력과 맞먹는다. 수류탄 수십억개가 한번에  폭발하는 것과 같은 위력에 의한 1차 피해와 낙진과 방사능에 의한 2차 피해까지 발생한다.

핵폭발에 대한 유명한 과학자들이 표현한 내용을 보더라도 그 위력과 피해를 알 수 있다.

 

 "수천 개의 태양보다 더 밝다.(Brighter than a thousand suns)"
-엔리코 페르미-

"나는 죽음이요, 세상의 파괴자이니라(I am become Death, the destroyer of worlds.)."
- 줄리어스 로버트 오펜하이머 -  

 

핵탄두(핵폭탄)의 위력은 kt(Kiloton)나 Mt(Megaton)이란 단위를 써서 나타낸다. 여기에서 사용되는 t는 TNT의 폭발력을 기준으로 한 것으로 TNT 1톤이 폭발할 때의 위력을 1t라는 단위로 표현한다. 따라서 kt(Kiloton)는 1,000 ton의 TNT가 폭발하는 위력과 같고, Mt(Megaton)는 백만톤의 TNT가 폭발할 때의 위력과 같음을 의미한다.

일반적으로 전략 핵탄두는 약 500kt 정도인데 이는 TNT 50만톤의 폭발력과 같은 위력을 가진다. 참고로 일본 히로시마에 떨어뜨린 핵폭탄(원자폭탄)은 17kt 수준이었다. 

핵폭탄은 폭발 시 거대한 버섯구름을 형성하는 것으로 알려져 있다. 이러한 버섯구름의 크기를 핵폭탄의 위력에 따라 나타낸 것이 다음 그림이다. 그림에서는 핵폭탄의 위력에 따라 버섯구름의 높이와 직경을 나타낸 것이다.

수 kt 이내로서 크기가 작아 효율성과 경제성이 높은 전술핵무기(Tactical Nuclear Weapon)보다 작은 1kt의 경우에도 버섯구름의 높이가 2km가 넘고 전략 핵탄두의 일반적 위력인 500kt의 경우에는 18km에 이르는 것으로 나타난다. 이 높이는 에베레스트산 높이의 2배가 넘는 높이이고, 대기권 최상층까지 이르는 높이이다.

 

 

 

일본 히로시마의 투하되었던 핵폭탄보다 작은 15kt급은 폭발지점을 기준으로 광구(화구) 반경은 약 500m, 열복사 반경은 약 3.5km다. 이는 폭발 직후 1초안에 폭발 중심으로부터 반경 500미터 안쪽은 흔적도 없이 증발한다는 소리다. 반경 500m~1km 안에서는 차폐물이 있거나 건물안에 있는 경우 생존률이 30% 가량이다. 3.5km 안쪽의 열복사노출지역은 순간 열복사 2천도 가량을 받게 되어 피부에 직접 노출시 탄화, 간접노출의 경우에도 3도 화상을 입게 된다. 열복사까지 폭발 후 3초 내에 일어나는 현상이며, 폭발 후 연소반응으로 대량의 산소가 광구방향으로 흡입되는데, 이 과정에서 발생하는 공기의 순간속도가 약 440m/s로 음속보다 빠르다. 폭심지에는 350만파스칼의 초고기압이 발생하고 반경 1km내에도 100만 파스칼에 달하며 이는 2층 이내의 철근 콘크리트 건물이 간신히 버틸수 있는 수준이다. 2km권에도 30만 파스칼의 기압으로 목조건물을 파손시키는 풍압이 덮쳐온다. 사실상 이때 차폐물로 보호받아서 생존했던 반경 1km이내의 생물체는 95%가량 사망한다.
폭발이 진정되면 광구쪽으로 흡수되었던 피폭지 파편과 방사성 물질이 버섯구름을 타고 반경 20km범위까지 뿌려지는 낙진 현상이 발생한다. 15km 반경의 인원은 방사능에 직접 노출되고 가벼운 낙진은 바람을 타고 더 넓은 반경으로 퍼져 나간다.
15kt급 원자폭탄이 폭발할 경우 폭심지 기준 1km 이내에서는 노출된 인원의 95%가 사망, 4.5km 이내에서는 70%가 사망한다. 해당 권역 안에 있는 건축물의 90%가 붕괴하는 직접 피해도 예상 할 수 있다. 그리고 전자기파나 방사선에 의한 피해도 엄청나다. 히로시마 원폭의 피해가 지금까지도 계속되는 있는 상황을 보면 알 수 있다.

 

서울에 핵폭탄을 떨어뜨린 것을 가정해서 피해를 분석한 자료는 다음과 같다.

미국 랜드연구소는 2010년에 야간에 10㏏급 핵폭탄을 서울에 떨어뜨린 상황을 분석한 결과, 사망 12만5,000~20만명을 포함해 사상자 29만~40만명이 발생하는 것으로 나왔다.

북한 전문 웹사이트인 ‘38노스’는 100㏏ 탄두가 여의도에 떨어지면 목동의 건물까지 전부 파괴되고 서울의 서쪽은 방사능에 완전 오염될 수 있다고 내다봤다.