B41 핵폭탄

B-41(Mk-41)은 1960년대 초 미국 전략공군사령부가 배치한 수소폭탄이다. 이 무기는 미국이 개발한 가장 강력한 핵폭탄으로, 최대 위력은 25 메가톤이었다. 1급 비밀 문서(1963년 7월 30일 합동참모본부에 대한 DCI 브리핑)에는 "미국은 9 Mt과 23 Mt의 폭탄을 비축하고 있다..."라고 명시되어 있는데, 이는 B-41의 실제 위력을 언급한 것으로 보인다. B-41은 미국이 실전 배치한 유일한 3단계 열핵무기였다."The B-41 (Mk-41) Bomb" Nuclear Weapon Archive. (accessed April 8, 2015).

 역사 
섬네일|레드윙 작전 중 샷 캡(shot-cab) 내부의 TX-41 'Bassoon Prime' 실험 장치; 공중 투하 가능한 B-41의 원형이다.

1955년 6월, 미국 국방부는 B급(무게 10,000 lb (4,536 kg) 초과) 폭탄 및 탄두에 대한 타당성 조사를 요청했다. 1956년 중반까지 미국 공군 전략공군사령부는 62 in (157 cm) B급 폭탄에 대한 요구 사항을 제시했고, 국방부는 60 in (152 cm) B급 탄두에 대한 요구 사항을 제시했다.

캘리포니아 대학교 방사선 연구소(로렌스 리버모어 국립 연구소)는 레드윙 작전 실험에서 발사된 기존 장치를 사용할 것을 제안했다. 이 새로운 무기의 비축은 1959년 1월로 계획되었다. 장치의 비청정 버전과 낮은 핵분열 비율 버전이 제안되었으며, 청정 버전은 하드택 I 작전에서의 핵실험 결과에 달려 있었다.

1956년 11월, 이 무기에 TX-41과 XW-41이라는 명칭이 부여되었으며, 12월에는 B-47 폭격기에서 무기 투하 실험을 수행할 계획이 수립되었다. 이 폭탄의 레이다운 투하 버전이 요청되었으나, 그러한 무기를 개발하려면 개발 기간이 1~2년 더 추가될 것으로 예상되었다. 결과적으로 비(非)레이다운 무기가 요청되었다. 이 무기의 군사적 특성은 1957년 2월에 승인되었다.

이 무기는 B-47, B-52, B-66 및 시스템 110A와 125A에 탑재될 예정이었다. 폭탄은 다양한 비행 스트레스를 손상 없이 견딜 수 있어야 했다. 신관 작동 방식에는 접촉 및 공중 폭발 모드가 포함되며, 비행 중 선택할 수 있어야 했다. 접촉 신관은 공중 폭발 신관의 예비 장치로 작동하며, 낙하 속도를 늦추기 위한 낙하산이 개발될 예정이었다. 나바호 미사일 및 B-58 폭탄 포드와의 호환성도 요청되었다.

섬네일|도미닉 작전 중 존스턴섬 상공에서 B-52 스트래토포트리스 폭격기를 통한 B-41 적재 및 전개.

1957년 3월까지 무기의 청정 버전과 비청정 버전에 동등한 비중을 두기로 결정했다. 이 시점에서 무기의 지름은 50 in (127 cm)여야 했으며, 탄두 버전은 길이 120 in (305 cm), 무게 9,300 lb (4,218 kg), 폭탄 버전은 길이 145 in (368 cm), 무게 10,000 lb (4,536 kg)로 계획되었다. B-58과의 호환성은 1957년 5월에 취소되었고, 탄두 버전은 1957년 7월에 취소되었다.

1957년 7월, 폭탄의 기수 부분을 통해 75mm 포탄을 발사하여 접촉 신관 실험을 수행했다. 이 실험들은 접촉과 기폭 신호 전송 사이에 신관 설계가 올바르게 작동하기 위한 충분한 시간이 있음을 보여주었다. 1957년 8월, 플럼밥 작전의 스모키 실험 중에 장치 목업에 포함된 1차 장치가 테스트되어 44 kt의 위력을 냈다. 이후 이 장치는 1958년 하드택 I 작전 실험에서 테스트되었다. 낮은 핵분열 실험이었던 Sycamore는 불완전 폭발로, 예상치인 5 Mt 대신 92 kt만 기록했다. Poplar는 Sycamore의 재실험으로 예상 위력은 5~10 Mt이었으나 핵분열 위력은 200 kt에 불과했다. 실제 총 위력은 9.3 Mt이었다. Pine은 청정 장치의 3단계 파생형으로 예상 위력은 4~6 Mt이었으나, 실험 결과는 2 Mt에 그쳤다.

섬네일|레드윙 작전 중 5메가톤 위력을 낸 레드윙-Tewa 실험.

1958년 6월, 조종석에서 공중 및 지상 폭발 신관 모드를 선택할 수 있어야 한다는 요구 사항이 취소되었다. 이 변경으로 인해 이륙 전 지상에서 신관 선택을 해야만 했다. 1958년 8월, 무기의 생산 날짜가 1960년 5월로 미뤄졌다. 무기 문제로 인해 호환성은 B-47 및 B-52 폭격기로 제한되었다. B-70과의 호환성은 항공기에 상당한 변경을 요구했다. 게다가 레이더 탐지를 피하기 위한 저고도 투하가 강조되고 TX-41은 고고도에서만 투하할 수 있다는 사실 때문에 프로그램 지속 여부에 대한 의문이 제기되었다.

프로그램 지속을 지지하는 한 가지 항목은 10,000 lb (4,536 kg) 폭탄이 17,500 lb (7,938 kg) 마크 36 핵폭탄을 대체할 수 있다는 점이었다. 또 다른 제안은 프로그램을 연기하고 무기에 완전 신관(FUFO) 기능을 포함하여 레이다운 투하를 가능하게 하는 것이었다. 그러나 1958년 9월, 방사선 연구소와 샌디아는 현장 사령부에 무기에 FUFO를 추가하려면 핵실험을 포함하여 완전히 새로운 무기가 필요하다고 통보했다.

1958년 11월, 무기는 항상 낙하산 감속 상태로 배치하기로 결정되었으므로 옵션 선택 스위치는 더 이상 필요하지 않게 되었다. 12월, 샌디아는 무기의 안전성 문제를 제기하고 추가적인 안전 장치를 제안했다. 이는 항공기 모니터 스테이션에 추가 스위치를 제공하는 것으로 해결되었다. 1959년 1월, 낙하산 감속 신관만 사용하기로 한 이전 결정이 번복되어 신관 선택기를 복원하라는 요청이 있었다.

1959년 4월에 시범 생산이 승인되었고, 1959년 9월에 전체 생산이 승인되었다. 마크 41 Mod 0의 초기 생산은 1960년 9월에 달성되었으며 생산은 1962년 6월까지 계속되었다. 약 500발의 폭탄이 생산되었다. 이 무기는 1963년 11월부터 1976년 7월 사이에 더 좋은 B53 핵폭탄으로 대체되었다.

 설계 
섬네일|B-41 열핵폭탄의 모형.
이 무기의 길이는 12 ft 4 in (3.76 m)였으며 몸체 지름은 4 ft 4 in (1.32 m)였다. 무게는 10,670 lb (4,840 kg)였다. B-52 스트래토포트리스와 B-47 스트래토제트에만 탑재되었다. 자유 낙하 또는 감속 자유 낙하 방식으로 투하할 수 있었으며, 공중 폭발 및 지상 폭발 신관을 모두 갖추고 있었다. 물리학 패키지의 설계상 대대적인 재설계와 추가 핵실험 없이는 불가능했기 때문에 레이다운 투하 신관 기능은 없었다.

B-41은 미국이 실전 배치한 유일한 3단계 열핵무기였다. 두 가지 버전이 배치되었다: Mk-41Y1은 25 Mt 위력의 비청정 버전으로, 3차 단계가 우라늄-238(천연 우라늄)로 감싸져 있었다. Mk-41Y2는 10 Mt 위력의 낮은 핵분율 버전으로 납으로 감싸진 3차 단계를 가졌다. 이는 미국이 배치한 핵무기 중 가장 높은 위력을 가졌으며, 공개적으로 알려진 무기 중 가장 높은 중량 대 위력 비를 가졌다.

 효율성 
운용 기간 동안 B-41은 실제 중량 대비 위력 면에서 가장 효율적인 열핵무기로 알려져 있으며, 비율은 5.2 Mt/톤 (25 Mt 위력 기준)이었다. 폭발 위력은 AN602 차르 봄바의 25%에서 50% 수준이었는데, 차르 봄바는 청정 또는 비청정 구성에 따라 50 또는 100 Mt의 폭발력을 냈다. 그러나 차르 봄바의 이론적 최대 위력인 100 Mt에서도 중량 대 위력 비는 약 3.7 Mt/톤에 불과하므로, B-41은 지금까지 만들어진 모든 무기 중 가장 높은 중량 대 위력 비를 가지고 있다.

 W41 핵탄두 
1956년 11월, 로렌스 리버모어 국립 연구소에서 B41의 핵탄두 버전인 W41의 개발이 시작되었다. 당시 개발 중이던 순항 미사일인 SM-64 나바호의 탄두로 검토되었으나, 탄두 작업은 1957년 7월 프로젝트가 취소될 때까지 계속되었다.

 갤러리 

 같이 보기 
 핵무기 목록

 각주 

분류:미국의 핵무기
분류:수소폭탄
분류:1960년대 도입된 군사 장비