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이 핵무기를 제2차 세계 대전에 실제 투입한 사건에 대한 내용은 히로시마·나가사키 원자폭탄 투하 문서 참고하십시오.| 리틀 보이 모형과 B-29 복스카[1] |
1. 개요
리틀 보이(Little Boy, 작은 소년)는 세계 최초로 실험용이 아닌 실전을 위해 제작된 핵무기이다. 사상 최초로 실전에 투입된, 그리고 사람들이 실제로 사는 도시(일본 히로시마)에 대해 행해진 핵공격의 주인공이다. 역사상 이런 사례는 단 두 번 있었다. 나머지 하나는 나가사키의 팻 맨이었다.2. 특징
우라늄-235를 이용한 원자폭탄이며, 우라늄 64kg[2]이 사용되었다. 그러나 안정적인 핵분열을 성공하기 위한 구조물로 인해 전체 무게는 4,400kg에 달하며, 그런 규모에도 불구하고 유일한 실전에서 불발될까 봐 노심초사했다고.이름은 말 그대로 암호명에서 유래했으며 바로 그 암호명은 루스벨트였으며, 리틀 보이는 루스벨트의 별명이었다. 정작 루스벨트는 188cm의 장신이었으나, 미국이나 영국 같은 영어권 국가에서는 신체 특징과 반대되는 별명을 곧잘 붙이므로 루스벨트의 키가 무척 컸기 때문에 리틀 보이라는 별명이 붙었을 수도 있다. 다만 루스벨트는 소아마비로 인해 항상 휠체어를 타고 다녀서 키를 가늠하기 힘든데다 언제나 앉아 있으므로 일어선 다른 사람들에 비해 작아보이기 때문에 여기서 유래한 별명일 수도 있다.
3. 작동 방식
기폭 원리를 잘 보여주는 동영상
길이는 3m이며, 직경은 71cm 정도로 가늘고 긴 편이다. 이는 핵분열을 유발하는 방식 때문인데, 우라늄을 임계질량 이내로 두 조각을 만들어 둔 후, 블록을 맞추듯 한 조각을 폭발로 날려서 다른 한 우라늄에 맞추는 방식(Gun-type fission weapon)이다.[3] 굉장히 드문 방식으로, 실제 기폭도 4번만 이루어진 방식이다. 기폭이 매우 쉽다는 장점이 있지만 우라늄을 초고농축하는 것에는 엄청난 시간과 비용이 들어서, 초기의 몇몇 핵폭탄을 제외하고 거의 대부분의 핵폭탄은 플루토늄을 핵연료로 사용한다. 플루토늄을 핵연료로 쓰면, 이 포신형 방식으로는 제대로 된 폭탄을 만들 수 없어[4][5] 내파 방식을 개발해 냈고 이후로는 거의 내파 방식만 쓰이게 되었다.
폭탄을 설계할 당시 과학자들을 고민에 빠뜨린 점에는 이 기폭 구조에 사용하는 '포신'이 있었다. 기존 화포의 포신을 응용해서 우라늄을 맞추는 방식으로 하려 했더니, 포신의 부피와 무게가 너무 나가서 그대로 쓰긴 곤란했기 때문이다. 아무리 계산을 해도 제한된 크기의 폭탄에 적절한 포신을 설계하기가 힘들었는데, 모 학자의 역발상 때문에 해결할 수 있었다. 일반적인 화포는 포탄이 날아가는 화염과 반동을 적절히 억제해서 사격할 수 있도록 적절히 두꺼워야 하지만, 리틀 보이에 사용되는 '포신'은 어차피 딱 한 번 우라늄 덩어리를 쏜 뒤 아주 짧은 시간 후 그 안에서 일어나는 핵반응에 의해 소멸될 테니 기존의 화포보다 얇고 가볍게 만들어도 상관없다는 발상이었다.
4. 위력
리틀 보이 투하 사진
| 처음 나오는 영상이 1945년 8월 6일 히로시마 폭발. 그 다음은 나가사키. |
64kg 의 우라늄 중 1 kg 미만이 핵분열을 일으켰다. 그리고 그 과정에서 1g도 채 안되는 질량이 에너지로 변환되었는데 이것이 도시를 통째로 날려버리는 위력을 보여주었다.
폭발력은 15kt으로 팻 맨보단 약한 수준이지만, 15kt이라는 숫자가 TNT 1.5만톤의 위력[6]이라는 뜻이니 결코 무시할 수준이 아니다. 그것도 원래 계획상 위력의 1/10 수준이었는데도 말이다. 서울같이 인구가 밀집된 도시에 리틀보이를 투하시 예상 사망자는 약 100만명 이상이라는 시뮬레이션 결과가 있다
리틀 보이는 히로시마에 투하된 것이 가장 유명하지만, 실제로는 32발이나 생산되었다.[7]
이 리틀 보이의 위력은 이후 핵무기의 '기준'이 되었다. 사상 최초로 실전에 사용된 핵무기라서 가장 상세한 자료들이 축적되었기 때문이다. 대형 핵무기나, 각종 에너지의 크기에 대해 '핵무기(원폭)의 ~배 위력'이란 표현이 나올 경우 십중팔구는 이 리틀 보이를 기준으로 한다[8].
5. 기타
자신의 어머니 이름을 따온 에놀라 게이(B-29)를 몰며 리틀 보이를 투하한 폴 티베츠 주니어(1915-2007). 1966년 공군준장으로 전역했다.
참고로 할아버지와 손자가 모두 B-52 스트라토포트리스를 조종했다.
이 손자 폴 티베츠 4세는 B-52, B-1, B-2를 모두 조종해본 미 공군에서 보기 드문 인물이다.
2014년 장군이 되었고, 2015년 6월 B-2기를 운용하는 제509폭격비행단[9]장에 보임되어서 2017년까지 근무하다 전구 타격 사령부에 근무하였으나 2018년 비행단장으로 재직하던 시절에 발생한 여러 가지 문제들로, 진급이 되지 않고 결국 2018년 12월 준장으로 전역했다.
6. 관련 문서
[1] 위 B-29는 리틀 보이를 투하했던 폭격기인 에놀라 게이가 아니라 팻 맨을 투하한 복스카이다. 기체 도장의 번호가 그 증거인데, 에놀라 게이는 82번이고 복스카는 77번이다.[2] 농축도와 작동방식의 한계 등으로 이 중 실제로 핵분열 반응이 일어난 수율은 1.4%(=0.7g/50g) 정도에 불과하다.[3] 이것을 한국말로 쓰면 총(포)신형(가속기형) 핵무기라는 말이 된다.[4] 플루토늄은 반응성이 우라늄 대비 높아서 우라늄을 핵분열 물질로 쓰는 것에 대비해 훨씬 빠른 속도로 쏘아보내야 조기반응하지 않고 정확히 계산된 폭발력을 일으킬 수 있는데 그걸 반영해 포신 길이를 계산한 결과 폭탄의 길이가 B-29의 폭탄창 길이를 넘어가게 되었다. 미국은 리틀 보이 이전에 플루토늄 건타입 폭탄으로 씬 맨(Thin Man)을 만들다가 이런 이유로 제작을 포기하게 된다.[5] 사실 씬 맨의 경우 실을 수 있는 폭격기가 딱 하나 있긴 했었다. 그게 하필이면 영국 폭격기여서 헨리 아놀드가 "우리나라의 최종 병기를 남의 나라 폭격기로 쏘겠다고?" 하며 한소리 날렸을 정도로 무리였을 뿐.[6] 63TJ의 에너지. 64kg의 우라늄 중 0.7g의 질량 손실이 에너지로 변환되었다.[7] 팻 맨은 무려 100발 넘게 만들어졌다.[8] 일반적으로 화산폭발 같은 자연재해나 핵무기의 위력을 언급할때 '히로시마 원폭의 OO배'라고 설명하는 경우가 바로 이에 대한 언급이다.[9] 리틀 보이를 투하한 509혼성비행단이 현재는 509 작전전대로 개편되어 이 비행단 예하에 배속되어 있다. 산하에 실제 원폭투하를 한 393폭격비행대대도 그대로 있다.