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신뢰할 만한 핵탄두

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신뢰할 만한 핵탄두(영어: Reliable Replacement Warhead, RRW)는 단순하고 신뢰할 수 있으며, 미국을 위해 수명이 길고 유지 보수가 적은 미래의 핵 전력을 제공하기 위해 의도된, 제안된 미국의 새로운 핵탄두 설계 및 폭탄 제품군이었다. 2004년 미국 의회에 의해 시작되었으며, 핵무기 단지를 개편하려는 미국 핵안보국(NNSA) 계획의 핵심이 되었다.

하지만 2008년, 미국 의회는 이 프로그램에 대한 자금 지원을 거부했으며, 2009년 오바마 행정부는 프로그램에 대한 작업 중단을 요청했다.

배경

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냉전 기간 동안 미국은 소련과의 핵무기 경쟁에서 우위를 점하고 유지하기 위해 핵무기 설계, 실험 및 유지 관리에 막대한 자금과 기술 자원을 투자했다. 설계된 무기 중 다수는 냉전이라는 상황으로 인해 만들어져 높은 유지 비용을 필요로 했다. 그러나 냉전이 종식되면서 미국 내 핵실험은 중단되었고, 새로운 탄두 개발은 상당히 감소했다. 그 결과, 탄두의 높은 기술적 성능에 대한 필요성은 상당히 줄어들었고, 더 오래 지속되고 신뢰할 수 있는 비축량에 대한 필요성이 높은 우선순위를 차지하게 되었다.

미국이 이전에 생산한 핵무기는 역사적으로 극도로 가볍고, 고도로 통합되고, 특수 물질을 사용하는 여유가 적은(low-margin) 설계가 되었다. 많은 경우 부품은 독성이 있거나 불안정했다. 많은 구형 미국 설계는 시간이 지남에 따라 분해되는 고폭약 유형을 사용했으며, 그중 일부는 짧은 수명 내에 위험할 정도로 불안정해졌다.[1][2][3][4][5] 이러한 폭약 중 일부는 보관 중인 탄두 내에서 균열이 발생하여 위험한 보관 및 분해 조건을 초래했다.[6]

대부분의 전문가는 현재 사용 중인 둔감성 폭약이 매우 안정적이며 시간이 지남에 따라 더 안정될 수도 있다고 믿는다.[7]

중성자 반사체 층으로 베릴륨 및 독성이 강한 산화 베릴륨 재료를 사용하는 것은 폭탄 제조 및 유지 보수 직원에게 주요한 건강 위험 요소였다. 시간이 지남에 따라 강도를 잃거나 균열이 생기거나 기타 방식으로 성능이 저하될 수 있는 플루토늄 금속의 장기적 안정성 또한 우려 사항이다.

무기의 코어에 사용되는 플루토늄-갈륨 합금이 노화를 겪는지에 대한 문제는 최근 수십 년 동안 무기 연구소의 주요 연구 주제였다. 연구소의 많은 사람들은 여전히 이 문제에 대해 과학적 불확실성을 주장하지만, 미국 핵안보국이 독립적인 제이슨 그룹에 의뢰한 연구는 2006년 11월에 "대부분의 플루토늄 피트는 최소 100년의 신뢰할 수 있는 수명을 가진다"고 결론지었다.[8] 현재 미국 무기고에 있는 가장 오래된 피트들은 아직 50년이 되지 않았다.

개념

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RRW 프로그램의 기본 개념은 미국 무기 연구소가 신뢰성이 높고 제조, 모니터링 및 테스트가 쉽고 안전한 새로운 핵무기를 설계할 수 있다는 것이다. 이것이 가능하다면 설계자들은 다양한 크기의 미사일 탄두, 다양한 핵폭탄 유형 등과 같은 다양한 사용 요구 사항에 맞춰 공통 핵심 설계 부품 세트를 적용할 수 있을 것이다.

NNSA 관리들은 요구 사항이 진화함에 따라 기존 무기를 신속하게 적응, 수리 또는 수정하거나 새로운 무기를 개발하기 위해 핵무기 전문 지식을 유지하는 데 이 프로그램이 필요하다고 믿는다. 그들은 예상치 못한 우발 상황에 대비해 추가 전력을 유지하는 것보다 변화하는 군사적 필요에 적응할 수 있는 능력을 주요 프로그램 동인으로 보고 있다.[9] 그러나 의회는 새로운 군사적 요구 사항을 충족하기 위해 RRW가 필요하다는 생각을 거부했다. 2006년 자금을 지원하면서 세출위원회는 "RRW 프로그램에 따른 모든 무기 설계는 기존 배치된 비축량의 군사적 요구 사항 내에 있어야 하며, 모든 새로운 무기 설계는 과거 핵실험에 의해 검증된 설계 매개변수 내에 있어야 한다"고 명시했다.[10]

에너지 장관 자문 위원회(SEAB)의 태스크포스에 따르면,[11] RRW 프로그램 및 무기 설계는 다음과 같은 특징을 가져야 한다.

  • 적응 가능한 1,700~2,200기의 무기 지속 전력 수준 지원 (3.1)
    • 12개월 이내에 무기 비축량 문제 해결
    • 18개월 이내에 새로운 요구 사항에 무기 적응
    • 36개월 이내에 새로운 무기 설계
    • 48개월 이내에 전면 생산 준비 완료
    • 18개월 이내에 지하 핵실험 수행 가능
  • 둔감성 고폭약을 사용하여 모든 신형 무기를 생산하고 다른 폭약을 사용하는 모든 기존 무기를 교체 (3.1.2)
  • 오늘날 이용 가능한 모든 범위의 보안 및 사용 통제 안전 기능을 갖춘 신형 무기 생산. 이 중 일부는 무기의 기본 설계에 내재되어 있어 기존 무기 설계에 개조하여 장착할 수 없음 (3.1.3)
  • 더 높은 중량과 더 큰 부피를 상쇄하여 다음을 극대화하는 설계: (3.1.4)
    • 핵실험 없는 인증
    • 저렴한 제조 및 분해
    • 유지 보수, 감시 및 처분의 용이성
    • 시스템 전반에 걸친 모듈화(1차, 2차, 비핵)
    • 부품 재사용 극대화 및 수명 주기 비용 최소화
  • 더 큰 여유와 더 단순한 부품을 사용하여 기존 설계와 비슷하거나 향상된 수준의 신뢰성 (3.1.5)
  • 더 낮은 비용 (3.1.6)
  • 반드시 핵실험을 거치지 않고도 설계 및 인증될 수 있는 설계 (3.1.7)
  • 많은 핵무기 생산 및 유지 보수 기능을 한 곳으로 통합 (4.1)
  • (부수적으로) 무기 핵분열 반사체에 베릴륨이나 산화 베릴륨 사용을 피하는 설계 (4.6)

그러나 전체 SEAB는 태스크포스가 미국의 비확산 목표에 미칠 수 있는 잠재적인 부정적 영향을 고려하지 않았기 때문에(이는 태스크포스의 전문 분야 밖이었음) RRW에 대한 태스크포스의 권고를 부인했다.

RRW 프로그램은 현재까지 생산에 들어갈 의도인 어떤 새로운 핵무기 설계를 개발했다고 공개적으로 발표하지 않았다. 아마도 그런 일이 발생하면, 무기들은 현재 마크 1 핵폭탄(리틀 보이)부터 1990년대에 취소된 W92 핵탄두까지 이어지는 미국 탄두 지정 순서에 따라 번호를 받게 될 것이다. RRW 설계는 아마도 그 번호 이후의 지정을 받게 될 것이지만, 새로운 RNEP 핵 벙커 버스터 무기가 RNEP 프로그램이 진행될 경우 RRW가 해당 지점에 도달하기 전에 표준화되어 번호가 매겨질 수도 있다.

설계

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W89 탄두 설계가 우승한 LLNL RRW 설계의 기초가 되었을 수 있다.

2007년 3월 2일, NNSA는 초기 RRW 생산 버전으로 로렌스 리버모어 국립 연구소(LLNL)의 RRW 설계가 선정되었다고 발표했다.[12]

선정 이유 중 하나는 LLNL이 제안한 설계가 역사적 지하 실험을 거친 탄두 설계와 더 밀접하게 연관되어 있다는 점이었다. 미국 핵안보국의 토마스 P. 다고스티노 대행은 이것이 1980년대에 시험 발사되었지만 실전 배치되지는 않은 설계를 기반으로 했다고 설명했다.[13]

LLNL 직원들은 이전에 언론에서 LLNL이 테스트는 되었지만 배치되지는 않은 W89 설계를 기반으로 한 설계 출품을 고려하고 있음을 암시한 바 있다.[14] 이 탄두는 1991년에 이미 W88 탄두 대체품으로 제안되었다.[15][16] W89 설계는 둔감성 고폭약, 내화성 피트, 고급 기폭 장치 안전 시스템을 포함한 당시의 모든 최신 안전 기능을 갖추고 있었다. 또한 W89는 이전의 W68 핵무기 프로그램에서 재활용된 피트를 사용하여 설계되었으며, 온도 저항성을 제공하기 위해 바나듐으로 재코팅된 것으로 알려졌다.[17] W89 탄두는 1980년대에 시험 발사되었다.[15] 1986년 11월에 2A단계 기술 정의 및 비용 연구에 들어갔으며, 1988년 1월 3단계 개발 엔지니어링에 진입하여 W89라는 숫자 명칭을 할당받았다.[18] 수석 설계자인 브루스 굿윈(Bruce Goodwin)은 1차 단계를 "SKUA9" 설계라고 언급하며 여러 번 테스트되었다고 말했다.[19]

W89 탄두 설계는 지름 13.3-인치-diameter (340 mm), 길이 40.8-인치-long (1,040 mm)의 무기로, 무게는 324 파운드 (147 kg)였으며 위력은 200 TNT 킬로톤 (840 TJ)였다.[20] 위에서 언급했듯이, 테스트된 W89 설계에 내재된 주요 안전 기능은 다음과 같다.

  • TATB를 주 폭약 성분으로 사용하는 고폭약의 일종인 둔감성 및 내화성 LX-17 고분자 결합 폭약
  • 내화성 피트
  • 타입 D 허가 조치 링크[21]
  • 기폭 체인 안전 메커니즘[22]

RRW 설계를 위한 수정 사항에는 베릴륨 중성자 반사체 층을 다른 재료로 교체하고, 설계 전반에 걸쳐 성능 여유를 늘리는 것, 아마도 피트에 더 많은 핵분열성 물질을 포함하고 더 두꺼운 방사선 케이스 또는 홀라움을 포함하는 것이 포함되었을 것이다.

역사

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2006년

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2006년 4월 15일 워싱턴 포스트의 월터 핀커스(Walter Pincus) 기사에서,[23] 미국 에너지부 내의 미국 핵무기 설계 기관인 미국 핵안보국의 린튼 F. 브룩스(Linton F. Brooks) 국장은 신뢰성 있는 교체 탄두에 대한 두 가지 경쟁 설계가 로렌스 리버모어 국립 연구소와 로스앨러모스 국립 연구소에 의해 마무리되고 있으며, RRW 개발 프로그램이 2008 회계연도 미국 정부 예산에 포함될 수 있도록 2006년 11월까지 그중 하나를 선정할 것이라고 발표했다.

이 기사는 RRW에 대한 이전 설명을 확인하며 무기를 다음과 같은 용어로 설명했다.

차세대 탄두는 기존 탄두보다 크고 안정적이지만 위력은 약간 떨어질 것이라고 정부 관리들은 밝혔다. 테러리스트가 무기를 탈취할 경우 군이 원격으로 무기를 비활성화할 수 있는 원격 통제가 포함되어야 한다.

이전 무기 프로그램을 바탕으로, 설계 선정 시 RRW에 숫자 무기 지정이 할당되어야 한다.

2006년 12월 1일, NNSA는 초기 LLNL 및 LANL RRW 제안을 분석한 후 RRW 프로그램을 추진하기로 결정했다고 발표했다.[24] 당시 NNSA의 핵무기 위원회는 두 설계 중 어떤 것을 추진할지 선택하지 않았다.

2007년

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2008 회계연도 NNSA 예산(88쪽)에 따르면,[25] RRW 프로그램은 다음과 같이 설명된다.

NWC는 2005년 5월에 시작되어 2006년 11월에 완료된 RRW 타당성 조사를 승인했다. RRW 연구의 목표는 안전하고 보안이 유지되며 신뢰할 수 있는 비축량에 대한 장기적인 신뢰를 유지하고 반응성 있는 핵무기 인프라로의 전환을 가능하게 할 설계를 식별하는 것이었다. 공동 DOE/DoD RRW POG는 2012 회계연도 FPU 목표로 RRW 탄두에 대한 실험실 설계 경쟁을 감독하는 임무를 맡았다. POG는 핵실험 없는 인증, 설계 정의, 제조, 초기 비용 평가를 포함한 기술적 타당성을 평가하여 제안된 후보가 RRW 연구 목표 및 요구 사항을 충족하는지 여부를 결정했다. POG는 2006년 11월 NWC에 RRW 연구 결과를 발표했으며, NWC는 잠수함 발사 탄도 미사일용 RRW가 실현 가능하며 2A단계 설계 정의 및 비용 연구를 완료하기 위해 진행해야 한다고 결정했다. 또한 NWC는 RRW가 장기적으로 안전하고 보안이 유지되며 신뢰할 수 있는 핵 억지력을 유지하기 위한 전략으로 채택되어야 한다고 결정했으며, 이에 따라 추가 RRW 설계를 위한 개념 연구의 시작도 지시했다. 다음 단계에는 RRW 설계가 보증 향상을 제공하고 핵실험 없이 인증될 수 있으며 비용 효율적이고 비축량 및 인프라 전환을 모두 지원할 것임을 확인하기 위한 RRW의 상세 설계 및 예비 비용 추정이 포함된다. 이 획득 계획이 완료되고 NWC가 엔지니어링 및 생산 개발을 진행하기로 결정하면 실행 가능한 프로그램을 지원하기 위한 연차 예산(2009 회계연도 ~ 2012 회계연도)이 제출될 것이다.
신뢰성 있는 교체 탄두
증가된 자금은 RRW가 엔지니어링 및 생산 개발로 진행하도록 하는 NWC 결정 지원 활동의 시작에 사용된다. 활동에는 요구 사항 확정, 재료 연구, 기술 실증, 상세 설계 및 생산 공장과의 동시 엔지니어링, 추가적인 핵실험 없는 인증을 지원하기 위한 모델링, 시뮬레이션 및 분석과 같은 설계, 엔지니어링 및 인증 작업이 포함된다.

자금은 2006 회계연도에 2,500만 달러, 2007 회계연도에 2,800만 달러, 2008 회계연도에 8,900만 달러로 표시되어 있다.

이전 UC 보고서에 정의된 대로,[26] 핵 무기 공학 단계는 다음과 같다.

  • 2단계 = 경쟁적 타당성 조사; 2A단계 = DOE가 프로젝트를 수여한 연구소의 설계 정의 및 비용 연구; 3단계 = 개발 엔지니어링 (이 단계 시작 시 탄두에 번호가 지정됨); 4단계 = 생산 엔지니어링; 5단계 = 초기 생산; 6단계 = 양산 및 비축. 참고: 1단계(개념 연구) 및 7단계(퇴역)에 들어가는 프로젝트는 포함되지 않음.

따라서 FY08 RRW 예산은 RRW 설계 중 하나가 승인되어 설계 정의 및 비용 연구 단계에 진입하고 있음을 나타낸다. 문서에는 어떤 RRW 설계가 선택되었는지 명시되어 있지 않다.

역사적으로 무기의 핵 시리즈 식별은 3단계 진입 시 할당되며, 설계가 2단계를 완료하고 3단계로 진행될 경우 1~2년 내에 예상할 수 있다.

이 설계는 2012년 말까지 초기 생산 유닛(FPU) 인도를 목표로 한다.

2007년 3월 2일, NNSA는 초기 RRW 생산 버전으로 로렌스 리버모어 국립 연구소의 RRW 설계가 선정되었다고 발표했다.[12]

2008년

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2008년 회계연도 국방수권법에서, H.R. 4986, 섹션 3111은 2A단계를 넘어선 RRW 프로그램에 대한 자금 지출을 금지한다. 사실상 이는 명시적인 의회 승인 없이 RRW 프로그램이 진행되는 것을 막는다. 섹션 3121 하위 섹션 1은 추가 플루토늄 코어 제조를 피하기 위해 모든 RRW 탄두에서 이전에 제조된 플루토늄 코어의 재사용에 대한 연구를 요구한다. 섹션 3124는 핵확산금지조약에 대한 미국의 약속을 재확인하고 협상을 통한 미국과 러시아의 상호 군비 축소를 장려한다.

2009년

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오바마 대통령의 2009년 에너지부 예산은 신뢰성 있는 교체 탄두 프로젝트에 대한 개발 작업을 중단할 것을 요구한다.[27]

프로그램에 대한 비판

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RRW 프로그램에 반대하는 사람들은 이 프로그램이 미국 무기를 더 안전하거나 신뢰할 수 있게 만드는 것과는 아무런 관련이 없으며, 단지 새로운 무기를 설계하고 무기 연구소의 일자리를 유지하기 위한 핑계일 뿐이라고 믿는다.[28][29] 그들은 국방부 장관과 에너지부 장관이 지난 9년 동안 매년 기존 핵무기 비축량이 안전하고 신뢰할 수 있다고 인증했음을 지적한다. 기존 비축량은 미국이 핵무기 실험 유예에 들어가기 전에 광범위하게 테스트되었다. 시드니 드렐과 제임스 굿비 대사에 따르면, "1945년 이후 1,000회 이상의 실험을 기반으로 한 현재 미국 무기고보다 검증되지 않은 설계로 구성된 현대적인 새로운 무기고가 더 신뢰할 수 있고 안전하며 효과적일 것이라고 가정하는 것은 엄청난 상상력을 필요로 한다."[30]

비평가들은 무해하게 들리는 이 프로그램이 미국의 국가 안보를 심각하게 손상시킬 수 있다고 주장한다. 비평가들은 광범위한 RRW 프로그램이 미국의 동맹국은 물론 적대국들을 화나게 할 것이라고 믿는다. 그들은 이것이 이란 및 북한과 같은 신흥 핵 보유국과의 외교와 핵물질 및 장비의 비밀 거래를 통제하는 데 필수적인 비확산에 대한 전 세계적 협력을 방해할 것이라고 우려한다.[28]

같이 보기

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참고 문헌

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  1. ↑ W68 warhead at globalsecurity.org 보관됨 2006-09-02 - 웨이백 머신 Accessed 2006-05-03
  2. ↑ Warhead Accidents at Banthebomb.org 보관됨 2005-11-27 - 웨이백 머신 Accessed 2006-05-03
  3. ↑ Explosives section in nuclear weapons FAQ Accessed 2006-05-03
  4. ↑ LLNL explosives accident training web page 보관됨 2007-03-11 - 웨이백 머신 Accessed 2006-05-03
  5. ↑ Relatives of 3 Killed in Blast At Nuclear Plant Lose Suit 보관됨 2007-03-11 - 웨이백 머신 from Oct 3, 1981 New York Times, Accessed 2006-05-03
  6. ↑ DEFENSE NUCLEAR FACILITIES SAFETY BOARD - Pantex Plant Activity Report for Week Ending January 16, 2004 Accessed 2006-05-03 보관됨 9월 23, 2006 - 웨이백 머신
  7. ↑ Highs Explosives in Stockpile Surveillance Indicate Constancy. Science and Technology Review. Dec. 1996. http://www.llnl.gov/str/pdfs/12_96.2.pdf
  8. ↑ JASON group, [Pit lifetime] (20 November 2006), online at http://www.nukewatch.org/facts/nwd/JASON_ReportPuAging.pdf 보관됨 2007-02-07 - 웨이백 머신.
  9. ↑ Statement of Thomas P. D’Agostino 보관됨 2006-09-22 - 웨이백 머신
  10. ↑ U.S. Congress. House. Making Appropriations for the Energy and Water Development for the Fiscal Year Ending September 30, 2006, and for Other Purposes. H.Rept. 109-275. p. 159.
  11. ↑ Secretary of Energy Advisory Board (2005년 7월 13일). “Report of the Nuclear Weapons Complex Infrastructure Task Force: Recommendations for the Nuclear Weapons Complex of the Future” (PDF). U.S. Department of Energy. 2006년 5월 3일에 확인함. 
  12. ↑ 가 나 Design Selected for Reliable Replacement Warhead 보관됨 2007-03-09 - 웨이백 머신, NNSA Press release, March 2, 2007.
  13. ↑ Govt. Picks Design for Nuclear Warhead, NY Times / AP, March 2, 2007
  14. ↑ Scientists Dream Up New Nukes 보관됨 2016-03-03 - 웨이백 머신, Ira Hoffman, Alameda Times-Star, Feb 6, 2006. Accessed March 2, 2007
  15. ↑ 가 나 An Assessment of US Nuclear Weapons and related Nuclear Test requirements: a post-Bush analysis 보관됨 2016-03-12 - 웨이백 머신, URCL-LR-109503, R.E. Kidder, 1991. Accessed March 2, 2007
  16. ↑ Report to Congress: Assessment of the Safety of US Nuclear Weapons and Related Nuclear Test Requirements 보관됨 2016-03-04 - 웨이백 머신, URCL-LR-107454, R.E. Kidder, 1991, Accessed March 2, 2007
  17. ↑ Pit Tubes and Pit Re-Use at Pantex, in Plutonium: the last Five Years 보관됨 2010-10-27 - 웨이백 머신, Blue Ridge Environmental Defense League, 2001, accessed March 2, 2007
  18. ↑ University of California 1989 nuclear weapons labs status report 보관됨 2006-05-18 - 웨이백 머신
  19. ↑ “Special Report: New Nukes Are Good Nukes?”. 《Scientific American》. 2015년 9월 26일에 원본 문서에서 보존된 문서. 2015년 7월 28일에 확인함. 
  20. ↑ Allbombs.html at the Nuclear Weapon Archive at nuclearweaponarchive.org
  21. ↑ Permissive Action Links at the nuclearweaponarchive.org website, accessed March 5, 2007
  22. ↑ Principles of Nuclear Weapons Security and Safety, Carey Sublette, 1997, at nuclearweaponarchive.org, accessed March 11, 2007
  23. ↑ Pincus, Walter (2006년 4월 15일). “U.S. Prepares to Overhaul Arsenal of Nuclear Warheads”. 《Washington Post》. A01면. 2006년 5월 3일에 확인함. 
  24. ↑ Nuclear Weapons Officials Agree to Pursue RRW Strategy, Dec 1, 2006, accessed Feb 11, 2007
  25. ↑ the 2008 NNSA budget 보관됨 2007-09-11 - 웨이백 머신, accessed Feb 11, 2007
  26. ↑ REPORT OF THE SPECIAL COMMITTEE OF THE ACADEMIC SENATE ON THE UNIVERSITY'S RELATIONS WITH THE DEPARTMENT OF ENERGY (DOE) LABORATORIES 보관됨 2006-05-18 - 웨이백 머신, Nov 21, 1989, accessed Feb 11, 2007
  27. ↑ www.whitehouse.gov
  28. ↑ 가 나 Civiak, Robert (January 2006). “The Reliable Replacement Warhead Program: A Slippery Slope to New Nuclear Weapons” (PDF). Tri-Valley CAREs. 2006년 5월 11일에 원본 문서 (PDF)에서 보존된 문서. 2006년 5월 3일에 확인함. 
  29. ↑ Editorial, "Busywork for Nuclear Scientists", New York Times (15 January 2007): A18.
  30. ↑ Drell_Goodby_fnl.indd 보관됨 2006-04-29 - 웨이백 머신

외부 링크

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