글의 이해를 위해 먼저 보면 좋은 글:
출처:
위의 2019, 2020년
과학국제안보연구소(ISIS,
Institute for Science and International Security)에서 나온 자료를 바탕으로 약간의 재구성 및 의역하여 씀.
AMAD 프로젝트란
1989년에 시작되어 2003년에 중단된
이란의 과학 프로젝트였다.
아마드 계획은 2003년 가을에 축소되고 재조정되었다.
물론 이란은 핵무기 역량을 보존하기 위해 2003년 이후, 핵무기 내파를 위한 충격파 발생기(Shock generator) 관련 활동과 Sanjarian 시설은 군사 및 비군사 폭발물 시험을 수행하는 시설로 위장했고,
일부 활동은 Malek Ashtar University of Technology와 같은 대학과 연구 기관으로 이전되었다.
2005년, IAEA는 회원국으로부터 이란이 1980년대부터
핵폭발 장치의 개발을 목표로 하는 계획을 추진했다는
정보를 입수한다.
이 정보에서는 핵개발을 위한 활동이
물리학 연구 센터(Physics Research Centre, PHRC)에서 시작되었고,
2000년대 초반에 Mohsen Fakhrizadeh을 책임자로 프로젝트가 진행되었다는 것을 말해주었다.
(참고로 Mohsen Fakhrizadeh는 2020년 11월 27일에
이스라엘의 원격 조종 기관총에 의해 암살당한다.)
IAEA에 따르면, 이 프로그램은
핵 탑재체(프로젝트 110 및 111) 설계 및 통합,
내파를 위한 폭발물 제조(프로젝트 3),
우라늄 농축(프로젝트 4)을 목표로 하는
여러 하위 프로젝트들이 있었다.
AMAD 계획의 세부사항은 2018년 1월 31일,
이스라엘 정보기관 모사드의 이스라엘인과 이란인으로 구성된 24명의 팀이 테헤란 남부에 있는 Kahrizak 지구의 비밀 창고에 침투해 AMAD 프로젝트의 핵무기 작업을 기록한 종이 기록, 컴퓨터 파일을 포함한 10만 건의 문서를 훔쳐와 세상에 공개하면서 알려지게 된다.
이 문서들의 공개는 이란의 AMAD 프로젝트의 목표가
2004년까지 샤하브 탄도탄에 탑재 가능한 5개의
10킬로톤급 핵무기를 개발 및 제조하고,
지하 핵 실험장을 준비하는 것이었음을 알렸다.
그중에서 세부사항이 잘 알려진 것은
AMAD 계획의 하위 프로젝트인
핵 탑재체 개발 프로젝트, 이른바 프로젝트 110이다.
내파를 위한 폭발물 제조(프로젝트 3),
우라늄 농축(프로젝트 4)에 대해선
정보가 모자라다.
이 글에선 프로젝트 110의 충격파 발생기
(Shock generator)개발에 대해
주로 다룰 예정이다.
충격파 발생기(Shock generator)
프로젝트 110의 조직도는 다음과 같았다:
위 프로젝트 110 조직도에서 볼 수 있듯이
Shock Generator Project는 핵무기를 개발하고 제작하기 위한 복합체를 만드는 작업을 맡은
Operating System Project에 속했다.
Midan Project는 10킬로톤 폭발을 위한 핵실험장을 만들고 핵폭발의 수율을 추정하는 방법을 담당했다.
Simulation Project는 핵무기를 개발하고 제조하는 이론 및 소프트웨어 측면에 관여했고,
Warhead Project는 핵탄두를 Shahab-3 탄도 미사일의 재진입체에 장착하는 작업을 맡았으며,
여기에는 핵무기의 무장 및 격발 메커니즘이 포함되었다.
이란은 샤하브-3 탄도 미사일에 장착할 수 있을 만큼 작은 핵무기 설계를 했고,
그 설계의 하위 구성 요소를 개발하고 제작할 수 있는 수단을 만들고 있었다.
이란이 설계한 핵폭탄의 개념도:
[아래에서부터 반시계 방향으로 각각
(흰색)중성자원,
(핑크색)우라늄 235 코어,
(흰색)공극,
(갈색)비행판,
(주황색)고폭탄,
(초록색)폭발 분배기 혹은 충격파 발생기
(보라색)케이스]
외부 케이싱 아래의 녹색 층으로 표현된 이 구성 요소는
이란의 핵무기 설계를 소형화하는 데 크게 기여했다.
그 목적은 무기 등급 고농축 우라늄으로 만든
핵물질 코어를 압축하여 초임계 질량과 핵폭발을
달성하도록 하는 내파용 고폭탄을
균일하게 점화하는 것이다.
이 구성 요소는 다중점 개시(MultiPoint-Initiation,MPI) 시스템, 그러니까 충격파 발생기(shock generator)를 의미한다.
2002년경에 작성된 AMAD 프로젝트 계획표에 따르면, 프로젝트 110의 시작일은 2000년 3월 20일이었고
예상 완료일은 4년 후인 2004년 3월 17일이었다.
이 표에는 충격파 발생기(MPI) 프로젝트의 시작일이
2000년 5월 15일이고, 완료일은 2003년 7월 20일로,
3년 프로젝트였다.
Shock Generator Project의 기능
shock generator(MPI) 프로젝트는
핵무기에 사용되는 충격파 발생기의
개발과 제조가 주 목적이었고,
고폭약 기폭장치(예를들어 폭발선형 기폭관, EBW)와
핵무기의 내파용 고폭탄 개발과 사용에 일부 책임이 있었다.
이란에서 이스라엘이 확보한 자료에는 핵무기 격발용 주 고폭약으로 사용될
옥톨(Octol, HMX와 TNT라는 폭발물을 혼합한 폭발물)
확보를 위한 이란의 노력이 담겨 있었다.
(위)내파용 고폭탄의 주조를 위한 주조 틀의 사진.
프로젝트 110에서 개발되었던
MPI(충격파 발생기)시스템에 대해서 잠시 설명하자면,
핵무기 내파용 고폭탄을 위한 폭발 분배 시스템이다.
구(Sphere) 모양의 내파용 고폭탄을 덮는
플라스틱/알루미늄 타일 위에
위와 같은 패턴의 홈을 판 후,
파낸 홈에 찰흙과 같이 말랑한 플라스틱 폭약
(폭약+가소제로 이뤄진 폭약, 주로 PETN+가소제 조합의 폭발물이 사용됨.)을 채워 넣는다.
각 선이 끝나는 부분은 타일 아래의
내파용 주 고폭약과 연결된다.
(검은색이 폭발물로 이뤄진 도선, 빨간 점에서부터 기폭이 일어나 H 모양의 폭약(검은색 선)으로 이뤄진 회로를 따라
빨간 화살표와 같이 폭발이 분배된다.
각 점의 끝은 핵폭탄의 내파를 일으키는
내파용 고폭탄으로 연결된다.)
(실제 이란의 AMAD 프로젝트에 도움을 주었던
우크라이나 출신의 핵무기 과학자
Vycheslav V. Danilenko의 MPI 시스템 자료.)
이러한 폭발 분배 회로를 통해
구(Sphere)표면의 여러 지점에 폭발이
동시에 도달하도록 만들어진다.
이렇게 많은 폭발 지점이 생기면
위 그림과 같이 핵무기 내파에 필요한 중심으로 수렴하는
매끈한 구형 충격파를 얻을 수 있다.
이런 내파방식을 채택하면
위 사진과 같은 두껍고 만들기 복잡한
고폭렌즈가 필요 없고,
위 사진과 같이 구 표면에 고르게 분포된 32개 지점에서
폭약을 격발시키는 복잡한 내파 방식이 필요 없게 되어 소형화에 유리하다.
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