1. 개요
B41의 모습. 거대한 크기와 거의 5t에 달하는 무게를 지녔지만 위력에 비하면 매우 작은 편이다.[1]
B41(마크 41)은 미국에서 개발된 수소폭탄으로 인류 역사상 2번째로 강력한 무기이자 인류 역사상 2번째로 강력한 수소폭탄으로[2] 1960년 9월부터 1962년 6월까지 생산되었으며, 약 500개가 생산되어 배치되었다. 그리고 B53으로 대체되기 시작하여 1963년부터 해체가 시작되었으며, 1976년 7월에 마지막 B41이 해체되었다. 미국이 보유했던 무기 중에서 가장 강력한 무기로 최강의 성능을 가지고 있으며, Y1 타입과 Y2 타입이 있다.
B-47, B-52, B-66[3], XB-70, WS-125[4]에 장착할 수 있도록 설계되었으며 #, 특히 B-52에는 이 폭탄을 무려 4발이나 탑재할 수 있었다.[5]
2. Y1
Y1은 공개된 자료 기준 미국에서 운용된 유일한 3단계 수소폭탄 이다.텔러 울람 설계를 따라 1차 증폭 핵분열 장치, 2차 핵융합 반응을 위해 농축된 리튬-6 중수소화물(Li6D) 연료가 사용된다. 그리고 마지막으로 우라늄 238로 제작된 템퍼의 3차 분열 단계를 거친다.
1차 핵분열 장치
- 내폭식 플루토늄 + 우라늄 코어
- Plutonium-239 + Uranium-235 소량 첨가(임계 질량 최적화)
- 부스팅(Boosting) 사용
- 코어의 중심에 중수소–삼중수소(D–T) 가스 주입
- 기폭 직전 가스가 코어 중앙에 도입되어 중성자 플래시 생성 → 초기 연쇄반응 가속
- 위력: 수백 kt 미만 (추정치 약 200–500 kt)
- 목적은 직접적인 파괴가 아니라 2차 융합 단계를 점화할 만큼의 X선·중성자 발생
- 하우징: 고강도 방사선 채널 및 반사재(비결정성 베릴륨 등)
- X선 전송 효율 최적화
2차 핵융합 장치
- 중앙 핵융합 연료 막대(“Sparkplug”)
- 농축 우라늄-235 또는 플루토늄-239 소형 코어
- 초기에는 핵분열 → 온도·압력 상승으로 주변 리튬 연료 점화
- 연료층: 리튬-6 중수소화물 (Li6D) 고체 형태
- 고온에서 중성자와 반응 → 삼중수소(T) 생성 → D-T 핵융합
- 외피(Casing/템퍼): 고밀도 U-238
- 압축 유도 + 융합 중성자에 의한 추가 핵분열(3F의 기반)
- 위력: 전체 위력의 50% 이상
3차 핵분열 장치
- 2차 장치를 감싸고 있는 두꺼운 우라늄-238(Depleted Uranium) 외피
- 필요 시 추가적인 U-238 블록 또는 셸이 2차 장치 외부에 배치
- 2차 장치의 핵융합 반응 동안 압력을 내부에 더 오래 가둬두는 목적
1 2 3차 장치들이 상호작용을 하면서 핵분열을 통한 X선과 이를 통해 2차 스파크 플러그의 핵분열 및 리튬 연료의 핵융합, 2차 융합 장치에서 발생하는 고에너지선에 의한 3차 감손 우라늄 238의 핵분열 까지 서로가 폭발력을 올려 줄 수 있는 핵반응의 아수라장이 펼처지는 것을 볼 수 있다.
실제 실험 기록으로는 세계에서 단일 폭발 위력 기록 1위인 소련의 50Mt급 수소 폭탄 차르 봄바의 절반인 25Mt 정도로 2위의 위력을 가졌다.[6]
B41은 차르 봄바의 경우와 같은 풀 버전(?)의 실기폭 실험은 행해지지 않았다. 대형 핵무기의 경우 아무리 슈퍼 컴퓨터를 이용하여 예측을 한다고 하더라도 변수가 많아서 실제 실험없이는 정확한 위력을 알 수 없으며, 제원에서 위력이 추정으로 적힌 이유가 바로 이러한 이유 때문이다.
3. Y2
Y2는 Y1에서 사용되었던 우라늄-238의 반사재 사용에 의한 핵분열로 인한 폭발력이 강화되는 요소가 제외되고 납이 사용되었기 때문에 비교적 파괴력은 약하지만, 이로인한 낙진 피해를 최소화한 "깨끗한" 폭탄이다.1956년 5월 27일 레드윙 작전 주니 실험에서 3.5Mt급 깨끗한 폭탄의 시험 장치가 , 7월 20일 테와 실험에서 5Mt 급 더러운 폭탄의 실제 기폭 실험에 성공했다. 이 탄두는 SM-64 나바호라는 초음속 핵미사일에 W41이라는 탄두로 장착될 계획이었지만, 해당 미사일 프로젝트가 엎어져서 취소됐고, 1957년 ICBM에 장착하려는 계획도 취소되었다.
이후 1958년 하드택 I 작전 Poplar 실험에서 XW-41 Y2 버전의 기폭 실험이 있었으며 9.3Mt의 위력이 기록되었다.
이후로 거의 비슷한 위력인 9Mt에 무게는 약 4톤으로 감소하여 개선된 B53가 등장하고 타이탄II ICBM의 탄두로도 활용되자 퇴역되었다.