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| 실험 장소 | 네바다 핵실험장 · 비키니 섬 · 에니위턱 환초 |
| Operation Ivy | |
| 실험 날짜 | 1952년 4월 31일 ~ 11월 15일 |
| 실험 장소 | 남태평양 애니웨톡 환초 11.66573°N 162.18928°E |
| 실험 횟수 | 2회 |
| 주도 | ? |
1. 개요
미국의 8번째 핵실험 프로젝트이자 최초의 수소폭탄 실험[1], 사상 최대의 핵분열 폭탄(순수 핵분열은 아니다)을 포함한 핵실험 프로젝트이다.
2. 과정
1950년 1월 31일 해리 S. 트루먼 대통령은 미국의 수소폭탄 개발을 선언했다. 이 선언에는 원인이 두 가지 있었는데, 첫째는 소련의 핵개발과, 클라우스 푹스가 미국의 원자폭탄의 정밀 설계도를 빼돌렸단 것을 며칠 전 발견했기 때문이다. 이런 사건들은 미국에 충격을 불러왔고, 소련과의 핵전쟁에 대한 우려를 증폭시켰다.그때에, 더 강한 무기를 개발하자는 의견이 있었는데—특히 핵융합 무기(수소폭탄), 그때에는 누구도 얼마나 수소폭탄이 현실적인지 몰랐고 트루먼의 선언을 망언 정도로 여겼다. 또 외교적인 문제도 있었다—트루먼의 선언은 소련의 핵융합무기 개발을 가속화시켰을 지도 모른다,
3. 폭발
3.1. 마이크
| 마이크 | |
| 실험 날짜 | 1952년 10월 31일 19시 14분 59초 (GMT) |
| 실험 장소 | 에니위턱 환초의 일루겔럽 섬[2] |
| 사용한 폭탄 | Sausage |
| 위력 | 10.9Mt |
| 폭탄 종류 | 극저온 액체 수소 동위원소 핵융합 무기 [3] |
| 고도 | 해발 0 m |
사용한 82톤짜리 폭탄은 이렇게 크기가 엄청났다. 왜냐하면 액체 수소의 액체상태를 유지하기 위한 냉각 시설 등이 있었기 때문이다. 물론 이 시설들은 기폭과 동시에 흔적도 없이 파괴되었다. 또한 이런 시설 자재의 신속한 운반을 위해 섬과 섬을 연결하는 다리가 여러 개 건설되었다.
폭탄은 TX-5 핵분열 폭탄을 중성자/열 공급원으로, 그리고 중수소/삼중수소 혼합 액체가 거대한 실린더에 담겨있었고, 그 중간에는 플루토늄 막대기가 있었다. 이 실린더는 우라늄 외피로 둘러싸여 있었는데, 그 무게는 5톤에 달했다. 이 거대한 장치는 그 크기가 2m X 10m인 거대한 강철 케이스에 내장되어 있었다.
기폭 전의 일루겔럽 .
폭발 몇초후.
폭발 약 1분후. 여러 과학 서적에도 실린 유명한 사진이다.
폭발 전/후의 일루겔럽(Elugelab) 섬.
폭발 직후에 생긴 화구의 크기는 그 지름이 2km나 되는 거대한 화구였으며, 10.4메가톤이나 되는 엄청난 폭발[4]로 일루겔럽 섬은 크레이터화되어 바다 속으로 가라앉아 버렸다. 그 크레이터는 일루겔럽 섬 양쪽의 섬에도 걸쳐 있었으며, 지름 1.5km, 깊이 50m나 되었다.
그러나, 이 실험은 군사목적이라기 보다는 위력과시, 과학 실험적, 정치적 목적의 실험이었다. 80톤이나 되는 장치를 목표 지점에 일일이 설치하는 것은 사실상 불가능하다.
이 마이크를 바탕으로 후에 1954년 실전 배치 가능한Operation Castle로 리튬-중수소-삼중수소 2F 수소폭탄이 개발된다.
3.2. 킹
| 킹 | |
| 실험 날짜 | 23:30 15 November 1952 (GMT) |
| 실험 장소 | 에니웨톡 환초 루닛 섬 |
| 사용한 폭탄 | Mk.18 Super Oralloy Bomb(SOB) |
| 위력 | 500kt |
| 폭탄 종류 | 초고효율 강화 핵분열 무기. |
| 고도 | 해발 451 m |
마이크와 달리, 킹은 Mk.6d 을 베이스로 만든 Mk.18 SOB 폭탄을 사용하였다. 이는 초고효율 순수 핵분열 장치로, 수백 킬로톤의 출력을 낼 수 있다. Mk.6d를 기반으로 만들었지만, Mk.13에 쓰이던 기술인 92포인트 내파 시스템을 이용하였다. 그리고 코어(중성자 반사재와 핵분열재를 포함해서)는 변형되었는데, 기존의 우라늄-플루토늄 혼합 코어는 강화된 60kg 우라늄 코어로 대체되었다. 이 방식은 4조각의 분리된 우라늄 덩어리를 사용하였다. 각 조각 사이에는 특수재질의 사슬이 들어있어 임계질량에 실수로 도달하는 것을 방지하였다. 폭탄의 총 중량은 3.9톤이 되었다.
아이비 킹에 사용된 폭탄의 내파방식이 위력은 매우 컸으나, 단점이 많았다. 핵분열 물질을 너무 많이 사용하고, 구조가 내파형 무기 중에서도 복잡한 데다가, 실수로 임계질량에 도달할 위험까지 있고 사용하는 핵분열물질 대비 핵융합 또는 boosted fission보다 파괴력의 효율이 낮기 때문에 이런 방식은 도태되었다.
이 폭탄 또한 로스 앨러모스에서 개발되었다.
폭발 22초후의 화구.
버섯구름.
4. 참조
[1] 사실 수소 동위원소를 이용한 핵실험은 이번 실험이 처음이 아닌 Operation Greenhouse에서 "George"라는 폭탄으로 처음 실험해봤었다. 하지만 "George"는 수소 동위원소가 핵반응을 하면서 대부분의 위력을 내게 설계된 아이비 실험과 다르게 중수소 삼중수소 캡슐을 도넛모양 우라늄 중앙에 끼워넣어 중성자의 공급을 활발하게 하여 폭탄의 위력 향상에 도움을 주기 위함이 컸다. 말그대로 본격적인 열핵무기 실험이전에 시범단계라고 볼 수 있다.[2] 이 섬은 마이크 실험으로 사라졌다.[3] 이건 무기라기 보다는 사실상 실험용 건물에 가깝다.[4] 그때까지는 최고 위력의 폭발이였다.