8월 29일은 국제 핵 실험 반대의 날 (International Day against Nuclear Tests)이었다. 2009년 12월 2일 제64차 유엔 총회에서 만장일치로 채택된 결의 64/35에 따라 2009년 유엔이 선포한 이 날은 핵무기 실험의 효과에 대한 인식을 높이고 핵무기 없는 세상을 실현하는 것을 목표로 한다.
1945년 7월 16일, 제2차 세계 대전 중에 미국은 뉴멕시코 사막에서 세계 최초의 핵무기인 트리니티(Trinity)를 폭파시켰다. 한 달도 채 지나지 않아 미국은 일본의 히로시마와 나가사키에 원자폭탄 두 개를 투하하여 10만 명 이상이 즉사했다. 미국 에너지부의 맨해튼 프로젝트 역사에 따르면, 그 후 몇 년 동안 수천 명이 부상, 방사선 질환, 암으로 사망했으며, 이로 인해 사망자 수가 20만 명에 육박했다.
목차
핵실험의 목적과 유형
핵실험은 무엇을 수반하는가?
핵 실험 공간과 장소
세계 각국의 핵실험
핵폭발 규모의 역사적 비교
핵무기 보유국들의 보유 핵 상황
핵 실험의 건강에 대한 영향
핵실험 금지
핵실험의 목적과 유형
1945년 7월 16일 미국의 첫 핵실험 폭발 이후 적어도 8개국이 핵폭탄 실험을 했다. 중국의 롭 노르, 프랑스가 첫 핵 장치를 가동한 태평양의 환초, 네바다, 알제리, 영국이 핵무기를 시험한 서부 호주, 남대서양, 카자흐스탄의 세미팔라틴스크와 러시아 전역 및 기타 지역 핵실험장에서 2056회의 핵실험 폭발이 있었다.
군사적 목적을 위한 핵실험의 목적은 다면적이다. 기술적인 관점에서 핵 실험은 핵무기가 얼마나 잘 작동하는지, 다양한 조건에서 어떻게 작동하는지, 인접 구조물이 핵폭발에 어떻게 반응하는지에 대한 정보를 제공한다. 그러나 핵실험에서 국가적, 과학적, 군사적 탁월성을 정치적으로 선언하는 정치적 목적도 중요하다.
핵 실험은 실험 자체의 목적에 따라 분류될 수 있다. 무기가 얼마나 잘 작동하는지에 대한 정보를 수집하기 위해 고안된 테스트는 무기 관련 테스트(weapons-related tests)라 불린다. 무기가 구조물이나 유기체에 미치는 영향에 대한 정보를 얻기 위해 수행하는 테스트를 무기 효과 테스트(weapons effects tests)라고 한다. 추가적인 유형의 핵실험, 예컨대 탄도탄 요격 미사일 시험의 일부로서 핵실험도 있다. 안전 실험(Safety experiments)은 모의 사고 시나리오에서 무기의 행동을 연구하기 위해 설계되었다. 특히, 그것들은 중대한 핵폭발이 우발적으로 일어날 수 없다는 것을 검증하는 데 사용된다. 여기에는 보관 및 운송 사고에 대한 원포인트 안전 테스트와 시뮬레이션이 포함된다. 핵실험 탐지 실험(Nuclear test detection experiments)은 특히 핵실험 금지 조약의 준수 여부를 모니터링하기 위해 핵폭발을 탐지, 위치 확인 및 식별하는 기능을 개선하기 위해 설계되었다. 평화적 핵폭발(Peaceful nuclear explosions)은 핵폭탄의 비군사적 적용을 조사하기 위해 수행되었습니다.
완전한 핵실험에 대한 일종이 대안으로는 유체핵실험, 임계 질량 실험, 아임계 실험 등이 있다. 기폭실험, 저위력 핵실험이라고도 불리는 유체핵실험(Hydronuclear tests)은 폭발성 충격 압축 조건에서 핵 연쇄반응의 개시를 연구하기 위해 사용되는 실험이다. 이 실험은 탄두의 핵분열 물질의 일부가 제거되거나 비분열 동위 원소로 대체되든지 또는 기타 다른 방식으로 장치가 수정되기 때문에 보통 매우 작은 비폭발성 핵 출력만을 생성한다. 임계 질량 실험(Critical mass experiments)에서 임계질량은 자립적 핵 연쇄반응을 유지하기 위해 최소한으로 요구되는 핵분열 물질의 양을 의미한다. 이 실험은 다양한 핵분열성 재료 구성, 밀도, 모양 및 반사체로 임계성에 필요한 핵분열성 재료의 양을 결정한다. 그것들은 아임계 또는 초임계일 수 있으며, 이 경우 상당한 방사선 플럭스가 생성될 수 있다. 이러한 유형의 시험은 몇 가지 임계 사고를 초래했다. 미임계, 저온(cold) 혹은 아임계(亞臨界, sub-critical) 실험은 핵의 자립적 연쇄반응을 촉발하는데 미치지 못하는 핵실험을 가리킨다. 이 실험은 비축되어 있는 핵무기의 성능 및 안전성을 평가하기 위해 노후화되어가는 핵물질의 특성에 관한 자료를 제공하기 위해 사용된다. 명칭이 보여주듯 핵분열성 물질의 임계 질량 생성이 부족함을 나타낸다. 아임계 실험은 핵실험 금지조약의 해석에 따라 주요 원자력 강대국이 암묵적으로 동의한 유일한 유형의 실험이다. 최소한 미국, 러시아, 중화인민공화국에서는 아임계 테스트를 계속 수행하고 있다.
핵실험은 무엇을 수반하는가?
핵폭발은 대기나 지하에서 폭발한다.
모든 핵 실험의 약 4분의 1이 대기 중에 폭발했고, 이것은 방사능 물질을 공기 중에 퍼뜨렸다. 방사성 물질의 방출을 최소화하기 위해 대부분의 핵실험은 지하에 이루어진다.
핵실험을 실시하기 전에 적절한 시험장을 배치하고 준비해야 한다. 핵 장치가 놓인 땅에 구멍을 뚫는다.
이 구멍은 자갈, 모래, 그리고 방사성 물질이 빠져나가는 것을 막기 위해 다른 물질들로 둘러싸여 있다. 방사선 모니터가 활성화되고 항공기가 시험장 주변을 돌며 날씨와 낙진 패턴을 검토하면서 기기의 성능을 추적한다.
이 장치가 폭발하면 에너지가 거의 순간적으로 방출되어 높은 온도와 압력을 발생시켜 핵 장치와 주변 암석 지역을 기화시킨다.
폭발이 일어난 곳에서 공동이 형성되고 뜨거운 가스가 냉각되면서 공동 바닥에 용융된 암석 웅덩이가 형성된다. 잠시 후, 초과 하중의 무게로 인해 공동 지붕이 무너지고 잔해 굴뚝이 표면으로 확장되어 최대 직경 600m(1969피트)와 최대 깊이가 최고 60m(197피트)의 사발 모양의 함몰인 침하 분화구를 형성한다.
테스트가 수행된 후에도 사이트는 계속 보호되며 샘플과 데이터는 나중에 검색된다.
핵 실험 공간과 장소
핵무기는 1945년부터 대기, 지하 및 수중의 모든 환경에서 실험되었다. 실험은 바지선, 타워 꼭대기, 풍선, 지구 표면, 수중 600m 이상, 지하 200m 이상에서 수행되었다. 핵실험 폭탄은 항공기에 의해 투하되고 320km 상공까지 로켓에 의해 발사되었다. 핵실험 공간은 크게 대기와 지상으로 나뉘며 세분화하면 대기권 내, 지하, 대기권 외, 수중 실험으로 분류될 수 있다.
아래 그래프는 1945-2017년 사이 대기와 지상으로 나눈 각 국가별 핵실험 집계이다.
| 세계 핵 실험 장소 |
 |
| 출처: Atomic archive |
| 세계의 핵실험 장소들 | |
| 암치트카 섬(Amchitka Island), 알래스카, 미국 1960년대와 1970년대 초에 세 번의 지하 핵실험이 있었던 암치트카 시설은 1971년에 폐쇄되었다. 태평양 프랑스의 각종 핵실험 장소. 미국 네바다주 네바다 시험장(Nevada Test Site, NTS) 1950년 트루먼 대통령에 의해 설립되었고 현재 에너지부에 의해 운영되고 있는 NTS는 900개 이상의 대기 및 지하 핵실험의 현장이었다. 팰런(Fallon), 네바다주 미국의 핵실험 장소 트리니티(Trinity) 사이트, 뉴멕시코, 미국 1945년 7월 16일 첫 핵무기 실험 장소. 칼스바드(Carlsbad), 뉴멕시코주 미국의 핵실험 장소 그린밸리(Green Valley), 콜로라도주 미국의 핵실험 장소 라이플(Rifle), 콜로라도주 미국의 핵실험 장소 해티스버그(미국의 핵실험 장소), 미시시피주 미국의 여러 실험 장소 오픈 씨(Open Sea), 남대서양 1958년 미국의 세 차례의 핵 로켓 실험 장소. 레간(Reggan), 사하라 사막, 알제리 프랑스 최초의 핵폭탄은 1960년 2월 13일 레간에서 폭발했다. 그 당시 알제리는 프랑스의 보호국이었다. 에커르(Ekker), 알제리 프랑스의 핵실험 장소 노바야 제믈랴 섬(Novaya Zemlya Island), 독립국가연합 소련의 광범위한 대기 및 지하 실험 장소인 노바야 제믈랴는 1961년 10월 23일 58 메가톤급 폭탄이 폭발한 역사상 가장 큰 열핵 실험 장소였다. 세미팔라틴스크(Semipalatinsk), 독립국가연합 수백 개의 소련 대기 및 지하 핵실험 장소. 1949년 8월 29일 소련 최초의 핵실험 장소이기도 하다. 프린스에드워드 섬(Prince Edward Island), 인도양 남아프리카 공화국/이스라엘 핵실험 장소. 중국 서부 롭 누르(Lop Nur) 1차 핵실험장. 1964년 10월 16일 중국 최초의 원자폭탄 폭발 현장이자 1968년 12월 27일 중국 최초의 열핵 폭발 현장이었다. |
차가이 힐스(Chagai Hills), 파키스탄 발루치스탄(Baluchistan) 1998년 5월 28일 파키스탄 최초의 핵폭발 장소 포카란(Pokharan), 인도 라자스탄 사막(Rajastan Desert) 1974년 5월 18일 인도 최초의 핵폭발 현장. 이 폭탄은 수면 100미터 아래에서 폭발했다. 1998년 5차례의 핵실험이 있었던 곳이다. 몬테벨로 제도(Monte Bello Islands), 오스트레일리아 1952년 영국 최초의 핵무기 실험 장소이다. 1956년까지 대기 테스트에 사용되었다. 나가사키, 일본 전시에 사용된 두 번째 핵무기가 투하된 장소. 나가사키 폭탄인 팻 맨(Fat Man)은 1945년 8월 9일 히로시마에 폭탄을 투하한 지 3일 만에 투하되었다. 그 파괴력은 약 22킬로톤이었다. 히로시마, 일본 전시에 사용된 최초의 핵무기가 투하된 장소. 히로시마 폭탄인 리틀 보이(Little Boy)는 1945년 8월 6일에 투하되었다. 그 파괴력은 약 12킬로톤이었다. 북한 풍계리 핵실험장 북한의 3차 핵실험 장소. 에뮤 필드(Emu Field), 오스트레일리아 두 번의 영국 핵무기 실험 장소 마를링가 및 우메라 시험장(Maralinga and Woomera Test Sites), 오스트레일리아 1950년대에 영국이 대기 테스트를 위해 사용 에니베톡 환초(Eniwetok Atoll), 마샬 제도 미국이 관리하는 이 섬은 1940년대 후반과 50년대에 핵실험에 사용되었다. 에니베톡은 1952년 세계 최초의 열핵폭발 마이크(MIKE)가 있었던 곳이다. 비키니 환초(Bikini Atoll), 마샬 제도 미국이 관리하는 이 섬은 1940년대 후반과 50년대에 핵실험에 사용되었다. 비키니 환초는 브라보(BRAVO) 테스트 장소였다. 존스턴 섬(Johnston Island) 미국이 관리한다. 1950년대 후반과 1960년대 초반의 여러 테스트 장소이다. 태평양 미국의 핵실험 장소 CEP, 무루로아와 팡가타우 환초(Mururoa and Fangatau Atolls), 프랑스령 폴리네시아 (Le Centre d' experimentation du Pacifique, 태평양 실험 센터) 프랑스가 운영하는 CEP는 핵실험에 사용된다. 1968년 8월 24일 프랑스 최초의 열핵 장치가 건설되었다. 크리스마스 섬(Christmas Island), 키리바시 1950년대와 1960년대 초 영국과 미국의 핵실험에 사용되었다. 1957년 5월 15일 영국 최초의 열핵 폭발이 일어난 장소이다. |
세계 각국의 핵실험
현재까지 미국, 소련/러시아, 영국, 프랑스, 중국, 인도, 파키스탄, 북한 등 핵보유 8개국은 1945년 이래 총 2,056회의 핵실험을 진행했다. 그중 절반은 미국에 의해 수행됐다. 2000년 이전에 대부분의 핵보유국들은 핵실험을 중단했다. 북한은 2000년대 이후 핵실험을 한 유일한 국가이다.
| 세계 핵보유국들의 핵실험 미국: 미국은 다른 나라들보다 더 많은 실험을 했고, 전시에서 핵무기를 사용한 최초의 유일한 나라였다. 미국은 포괄적 핵실험 금지 조약에 서명했지만, 아직 상원에서 비준되지 않았다. 1차 핵실험: 1945년 7월 16일 가장 최근의 핵실험: 1992년 9월 23일 총 테스트: 1,030회 (지하 815회) 러시아: 러시아는 세계에서 두 번째로 핵실험을 한 나라이다. 첫 번째 핵실험: 1949년 8월 29일 가장 최근의 핵실험: 1990년 10월 24일 총 테스트: 715회(지하 496회) 영국: 영국은 호주의 몬테 벨로 섬에서 첫 번째 핵무기를 실험했다. 대기 실험은 1956년까지 그곳에서 수행되었다. 영국은 포괄적 핵실험 금지 조약을 비준했다. 첫 번째 핵실험: 1952년 10월 3일 가장 최근의 핵실험: 1991년 11월 26일 총 테스트: 45회(지하 24회) 프랑스: 프랑스는 1995년부터 1996년까지 6번의 논란이 많은 실험을 했다. 첫 번째 핵실험: 1960년 2월 13일 가장 최근의 핵실험: 1996년 1월 27일 총 테스트: 210회(지하 160회) 중국: 중국은 파키스탄의 핵 실험을 돕고 있다고 널리 생각되고 있다. 첫 번째 핵실험: 1964년 10월 16일 가장 최근의 핵실험: 1996년 7월 29일 총 테스트: 43회(지하 22회) 인도: 1966년 인도는 18개월 이내에 핵무기를 생산할 수 있다고 선언했다. 8년 후, 인도는 최대 15킬로톤의 장치를 실험했고 그 실험을 "평화적인 핵 폭발"이라고 불렀다. 1998년 5월 인도는 라자스탄주 포카란에서 6차례 지하 핵실험을 감행하고 스스로 핵보유국임을 선언하면서 세계를 놀라게 했다. 1차 핵실험: 1974년 5월 18일 가장 최근의 핵실험: 1998년 5월 13일 총 테스트: 7회 파키스탄: 1972년, 인도와의 세 번째 전쟁에 이어, 파키스탄은 비밀리에 인도의 개발 능력에 걸맞게 핵무기 프로그램을 시작하기로 결정했다. 파키스탄은 1998년 인도의 핵실험에 대응하여 차가이 지역에서 지하 장치 6개를 폭발시켰다고 발표했다. 1차 핵실험: 1998년 5월 28일 가장 최근의 핵실험: 1998년 5월 30일 총 테스트: 6회 북한: 2006년 10월 9일, 북한은 핵실험을 실시했다고 발표했다. 이 시험은 실제로 흐지부지된 것으로 추정된다. 두 번째 테스트는 2009년 5월 25일에 수행되었다. 이 테스트는 성공적인 것으로 보였다. 세 번째 테스트는 2013년 2월 12일에 수행되었다. 1차 핵실험: 2006년 10월 9일 가장 최근의 핵실험: 2017년 9월 3일 총 테스트: 3회 |
연도 | 미국 | 소련/러시아 | 영국 | 프랑스 | 중국 | 인도 | 파키스탄 | 북한 | 총계 |
| 1945 | 1 | 1 | ||||||||
| 1946 | 2 | 2 | ||||||||
| 1947 | 0 | 0 | ||||||||
| 1948 | 3 | 3 | ||||||||
| 1949 | 0 | 1 | 1 | |||||||
| 1950 | 0 | 0 | 0 | |||||||
| 1951 | 16 | 2 | 18 | |||||||
| 1952 | 10 | 0 | 1 | 11 | ||||||
| 1953 | 11 | 5 | 2 | 18 | ||||||
| 1954 | 6 | 10 | 0 | 16 | ||||||
| 1955 | 18 | 6 | 0 | 24 | ||||||
| 1956 | 18 | 9 | 6 | 33 | ||||||
| 1957 | 32 | 16 | 7 | 55 | ||||||
| 1958 | 77 | 34 | 5 | 116 | ||||||
| 1959 | 0 | 0 | 0 | 0 | ||||||
| 1960 | 0 | 0 | 0 | 3 | 3 | |||||
| 1961 | 10 | 59 | 0 | 2 | 71 | |||||
| 1962 | 96 | 79 | 2 | 1 | 178 | |||||
| 1963 | 47 | 0 | 0 | 3 | 50 | |||||
| 1964 | 45 | 9 | 2 | 3 | 1 | 60 | ||||
| 1965 | 38 | 14 | 1 | 4 | 1 | 58 | ||||
| 1966 | 48 | 18 | 0 | 7 | 3 | 76 | ||||
| 1967 | 42 | 17 | 0 | 3 | 2 | 64 | ||||
| 1968 | 56 | 17 | 0 | 5 | 1 | 79 | ||||
| 1969 | 46 | 19 | 0 | 0 | 2 | 67 | ||||
| 1970 | 39 | 16 | 0 | 8 | 1 | 64 | ||||
| 1971 | 24 | 23 | 0 | 5 | 1 | 53 | ||||
| 1972 | 27 | 24 | 0 | 4 | 2 | 57 | ||||
| 1973 | 24 | 17 | 0 | 6 | 1 | 48 | ||||
| 1974 | 22 | 21 | 1 | 9 | 1 | 1 | 55 | |||
| 1975 | 22 | 19 | 0 | 2 | 1 | 0 | 44 | |||
| 1976 | 20 | 21 | 1 | 5 | 4 | 0 | 51 | |||
| 1977 | 20 | 24 | 0 | 9 | 1 | 0 | 54 | |||
| 1978 | 19 | 31 | 2 | 11 | 3 | 0 | 66 | |||
| 1979 | 15 | 31 | 1 | 10 | 1 | 0 | 58 | |||
| 1980 | 14 | 24 | 3 | 12 | 1 | 0 | 54 | |||
| 1981 | 16 | 21 | 1 | 12 | 0 | 0 | 50 | |||
| 1982 | 18 | 19 | 1 | 10 | 1 | 0 | 49 | |||
| 1983 | 18 | 25 | 1 | 9 | 2 | 0 | 55 | |||
| 1984 | 18 | 27 | 2 | 8 | 2 | 0 | 57 | |||
| 1985 | 17 | 10 | 1 | 8 | 0 | 0 | 36 | |||
| 1986 | 14 | 0 | 1 | 8 | 0 | 0 | 23 | |||
| 1987 | 14 | 23 | 1 | 8 | 1 | 0 | 47 | |||
| 1988 | 15 | 16 | 0 | 8 | 1 | 0 | 40 | |||
| 1989 | 11 | 7 | 1 | 9 | 0 | 0 | 28 | |||
| 1990 | 8 | 1 | 1 | 6 | 2 | 0 | 18 | |||
| 1991 | 7 | 0 | 1 | 6 | 0 | 0 | 14 | |||
| 1992 | 6 | 0 | 0 | 0 | 2 | 0 | 8 | |||
| 1993 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 1 | |||
| 1994 | 0 | 0 | 0 | 0 | 2 | 0 | 2 | |||
| 1995 | 0 | 0 | 0 | 5 | 2 | 0 | 7 | |||
| 1996 | 0 | 0 | 0 | 1 | 2 | 0 | 3 | |||
| 1997 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | |||
| 1998 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 2 | 2 | 4 | ||
| 1999-2005 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | ||
| 2006 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | |
| 2007-2008 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | |
| 2009 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | |
| 2010 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 03 | 0 | |
| 2011 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | |
| 2012 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | |
| 2013 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | |
| 2014 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | |
| 2015 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | |
| 2016 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 2 | 2 | |
| 2017 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | |
| 2018-2019 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | |
| Total | 1,030 | 715 | 45 | 210 | 45 | 3 | 2 | 6 | 2,056 | |
| 출처: Arms Control Association | ||||||||||
| 각 나라별 핵무기 실험 |
|||||||||
| 국가 | 1945-49 | 1950-59 | 1960-69 | 1970-79 | 1980-89 | 1990-99 | 2000-09 | 2010- | 총계 |
| 미국 | 6 | 188 | 428 | 232 | 155 | 21 | 0 | 0 | 1,030 |
| 소련/러시아 | 1 | 82 | 232 | 227 | 172 | 1 | 0 | 0 | 715 |
| 영국 | 0 | 21 | 5 | 5 | 12 | 2 | 0 | 0 | 45 |
| 프랑스 | 0 | 0 | 31 | 69 | 92 | 18 | 0 | 0 | 210 |
| 중국 | 0 | 0 | 10 | 16 | 8 | 12 | 0 | 0 | 47 |
| 인도 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 5 | 0 | 0 | 6 |
| 파키스탄 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 6 | 0 | 0 | 6 |
| 북한 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 2 | 4 | 6 |
| 출처: National Resources Defense Council | |||||||||
핵폭발 규모의 역사적 비교
가장 큰 핵폭발은 1961년 소련이 북극권 북쪽의 노바야 젬랴(Novaya Zemlya)에서 차르 봄바(Tsar Bomba)였다. 이 폭발의 핵 출력(yield), 즉 핵폭발 방출되는 에너지 총량은 50메가톤으로 히로시마에 투하된 핵폭탄의 3,300배 이상 강력했다.
1976년 중국의 롭 누르(Lop Nur)로 그 실험의 핵 출력은 4 메가톤이었다. 영국은 1957년 11월부터 1958년 9월까지 그라플 작전(Operation Grapple)의 일환으로 남태평양에서 일련의 핵실험을 실시했다. 그래플 Y(Grapple Y)는 이 작전의 가장 큰 핵 실험으로 3 메가톤 핵 출력을 기록했다.
1968년 프랑스는 남태평양의 팡가타우파 환초에서 코드명 카노푸스(Canopus)라는 일련의 핵 실험을 수행했다. 이 시험의 핵 출력은 2.6메가톤의 위력을 가지고 있었고 히로시마 원자폭탄보다 200배 더 강력했다.
북한은 가장 최근에 핵실험을 한 나라이다. 2017년 풍계리 핵실험장에서 6번째이자 가장 강력한 폭탄이 터졌다. 지하 폭발은 진도 6.3의 진동을 일으켰으며, 히로시마 원폭의 약 7배 핵 출력을 보였다.
핵무기 보유국들의 보유 핵 상황
미국 과학자 연맹(Federation of American Scientists, FAS)에 따르면, 2022년 초 현재 9개국이 약 12,700개의 탄두를 보유하고 있다. 약 90%가 러시아(5,977개)와 미국(5,428개)이 소유하고 있다.
1986년에 절정에 달했을 때, 두 라이벌은 거의 65,000개의 핵탄두를 그들 사이에 가지고 있었고, 이것은 핵 군비 경쟁을 냉전의 가장 위협적인 사건들 중 하나로 만들었다. 러시아와 미국이 수천 개의 탄두를 해체한 반면, 중국을 비롯한 몇몇 국가들은 비축량을 늘리고 있는 것으로 생각된다.
자발적으로 핵무기를 포기한 유일한 나라는 남아프리카 공화국이다. 1989년, 정부는 핵무기 프로그램을 중단하고 1990년에 6개의 핵무기를 해체하기 시작했다. 1991년, 남아프리카 공화국은 핵무기 비확산 조약(NPT)에 가입했다.
각국의 보유 핵무기의 정확한 수는 국가 기밀이므로 여기에 제시된 추정치는 상당한 불확실성을 가지고 있다. 비밀의 정도도 나라마다 상당히 다르다. 2010년과 2018년 사이에 미국은 총 비축 규모를 공개했지만, 2019년 트럼프 행정부는 그 관행을 중단했다. 다행히 2020년 바이든 행정부는 핵 투명성을 회복했다. 대부분의 핵무장 국가는 기본적으로 그들의 핵 비축량에 대한 정보를 제공하지 않는다. 때문에 기관별로 추정치는 다를 수 있다. 스톡홀름 국제평화연구소 (Stockholm International Peace Research Institute, SIPRI)는 미국의 핵탄두를 5,550개, 러시아는 6, 255, 북한은 약 40-50개로 추정하지만 FAS는 미국과 러시아, 북한의 핵탄두를 각각 5,428개, 5,977개, 20개로 추정해 차이가 있다.
FAS의 핵탄두 추정치는 퇴역 탄두, 예비 탄두, 전략 및 비전략 탄두 등 세분화된 분류를 제공한다.
전 세계의 12,700개 핵탄두 중 9,400개 이상이 미사일, 항공기, 선박 및 잠수함에 사용되는 군사 비축품이다. 나머지 탄두는 퇴역되었지만 여전히 비교적 손상되지 않았으며 해체를 기다리고 있다. 군사 비축량에 있는 9,440개의 탄두 중 약 3,730개가 작전부대로 미사일 또는 폭격기 기지에 배치되어 있다. 그중 약 2,000개의 미국, 러시아, 영국 및 프랑스 탄두가 비상경보 상태에 있으며 단기간에 사용할 준비가 되어 있다.
| 세계 핵 전력 상황 | |||||
| 국가 | 배치된 전략 탄두 | 배치된 비전략적 탄두 | 예비/비배치 탄두 | 군사 비축a | 총 재고b |
| 러시아 | 1,588c | 0d | 2,889e | 4,477 | 5,977f |
| 미국 | 1,644g | 100h | 1,964i | 3,708j | 5,428k |
| 프랑스 | 280l | n.a. | 10l | 290 | 290 |
| 중국 | 0m | ? | 350 | 350 | 350m |
| 영국 | 120n | n.a. | 60 | 180 | 225n |
| 이스라엘 | 0 | n.a. | 90 | 90 | 90o |
| 파키스탄 | 0 | n.a. | 165 | 165 | 165p |
| 인도 | 0 | n.a. | 160 | 160 | 160q |
| 북한 | 0 | n.a. | 20 | 20 | 20r |
| 총계:s | ~3,632 | ~100 | ~5,708 | ~9,440 | ~12,705 |
| 출처: Federation of American Scientists | |||||
"배치된 전략 탄두"(Deployed strategic warheads)는 대륙간 미사일과 중폭격기 기지에 배치된 탄두이다. "배치된 비전략적 탄두"(Deployed nonstrategic warheads)는 운용 가능한 단거리 운반 시스템을 갖춘 기지에 배치된 탄두이다. "예비/비배치"(Reserve/Nondeployed) 탄두는 발사대에 배치되지 않고 저장소에 배치된 탄두이다(폭격기 기지의 무기는 배치된 것으로 간주). "군사 비축"(military stockpile)에는 군대가 관리하고 위임된 운반 차량이 사용하도록 지정된 활성 및 비활성 탄두가 포함된다. "총 재고"(total inventory)에는 군사 비축된 탄두와 퇴역했지만 여전히 손상되지 않은 상태로 해체 대기 중인 탄두가 포함된다. 추가 지침은 아래 주 참조.
a "군사 비축"에 있는 탄두는 군대에서 보관하고 군대에서 사용하도록 지정된 탄두로 정의된다.
b "총 재고량"은 군사 비축물의 탄두뿐만 아니라 폐기되었지만 여전히 온전한 탄두를 포함한다.
c 이 표는 배치된 폭격기 기지의 폭격기 무기도 계산하기 때문에 이 수치는 New START 조약에 따른 집계 데이터보다 높다.
d 일부 저장 장소는 작전 병력이 있는 기지와 가까울 수 있지만 모두 중앙 저장소에 있는 것으로 선언된다. 많은 퇴역 비전략 탄두가 해체를 기다리고 있는 것으로 생각된다.
e 977개로 추정되는 전략 탄두와 1,912개의 비전략 탄두를 모두 포함한다.
f 군사 비축에 있는 4,477개의 탄두 외에도 약 1,500개의 퇴역 탄두가 해체를 기다리고 있는 것으로 생각된다. 공개된 세부 정보는 부족하지만 러시아는 연간 200-300개의 퇴역 탄두를 해체하고 있는 것으로 추정된다. 미국 전략 사령부와 정보 공동체의 일부는 "러시아의 전체 핵 비축량이 향후 10년 동안 크게 증가할 것 같다. 이는 주로 러시아의 비전략적 핵무기의 예상 증가에 의해 주도되는 성장"이라고 주장한다. 다른 이들은 이에 동의하지 않는다. 가장 큰 불확실성은 얼마나 많은 전술 무기가 재래식 무기에 비해 새로운 핵 버전으로 대체될 것인가이다.
g 이 표는 배치된 폭격기 기지의 폭격기 무기도 계산하기 때문에 이 수치는 New START 데이터에서 발표된 집계 데이터보다 높다.
h 유럽 5개국(벨기에, 독일, 이탈리아, 네덜란드, 터키) 6개 기지에 약 100개의 B61 폭탄이 배치되어 있다.
i 비배치 예비에는 중앙 저장소에 있는 것으로 추정되는 1,764개의 전략 탄두와 100개의 비전략 탄두가 포함된다.
j 미국 정부는 2018년 3월 2017년 9월 기준으로 3,822개의 탄두를 보유하고 있다고 발표했다. 그 후 트럼프 행정부는 더 이상 숫자의 기밀을 해제하지 않기로 결정했다. 2021년 바이든 행정부는 2020년 9월 현재 비축된 탄두가 3,750개라고 지적하면서 비축된 탄두의 수와 해체된 탄두의 수를 분류 해제했다.
k 군사 비축에 있는 약 3,700개의 탄두와 폐기 대기 중인 1,900개의 퇴역 탄두 외에도, 약 20,000개의 플루토늄 코어(pit)와 해체된 탄두의 약 4,000개의 캔 어셈블리(secondary)가 텍사스의 판텍스 공장과 테네시의 Y-12 공장에 보관되어 있다.
l 프랑스의 단일 항공모함용 무기는 정상적인 상황에서는 배에 배치되지 않지만 짧은 시간에 배치될 수 있다. 일부 잠수함 미사일의 탄두 장전은 조준 유연성을 높이기 위해 감소되었다.
m 중국의 탄두 비축량에 대한 추정치는 펜타곤의 2020년 중국 보고서에 나열된 "낮은 200개"보다 높다. 그 이유는 펜타곤 추정이 2019년 말(290개 추정)이고 '작동' 탄두만 포함하고, 이 추정에는 배치 과정에서 미사일용으로 생산된 탄두도 포함되기 때문이다. 이러한 차이에도 불구하고 중국이 "300개 이상" 또는 1,600-3,000개의 탄두를 보유할 수 있다는 일부 주장은 근거가 없는 것으로 추정된다. 그럼에도 불구하고 중국의 비축량은 증가하고 있으며 미 전략사령부와 정보 공동체의 일부는 중국이 "2020년대 말까지 핵 비축량을 두 배로 늘릴 것"이라고 주장한다. 중국은 모든 핵무기를 전략적으로 간주하지만 미군은 중거리 미사일을 비전략적이라고 규정하고 있다.
n 각 잠수함의 영국 탄두 수는 48개에서 40개로 감소했다. 이에 따라 "작동 가능한" 탄두 수가 160개에서 120개로 감소했다. 계획은 2020년대 중반까지 "180개 이하"로 비축량을 줄이는 것이었다. 그러나 존슨 정부는 2021년에 "260개 이하의 탄두"로 비축량을 늘릴 것이라고 발표했다.
o 이스라엘은 100-200개의 탄두를 생산할 수 있을 만큼 충분한 플루토늄을 생산했지만, 미국 정보기관이 만든 운반 플랫폼의 수와 추정에 따르면 비축량에는 약 90개의 탄두가 포함될 수 있다.
p 파키스탄과 서방 정부 모두 공개 정보를 제공하지 않기 때문에 파키스탄 탄두의 수를 추정하는 것은 매우 불확실하다. 파키스탄의 어떤 탄두도 미사일과 짝지어진 것으로 생각되지 않고 대부분 남부 지역에 있는 중앙 창고에 보관되어 있다.
q 인도나 서방 정부 모두 공개 정보를 제공하지 않기 때문에 인도 탄두의 수를 추정하는 것은 매우 불확실하다. 준비태세를 강화하려는 노력에도 불구하고, 우리는 인도의 핵탄두가 미사일이 아닌 중앙 저장고에 있다고 추정한다. 폭격기 무기는 아마도 비교적 짧은 시간에 사용될 수 있을 것이다. 더 많은 탄두가 생산되고 있다.
r 10-20 킬로톤 중 2번, 150 킬로톤 이상 중 1번을 포함하여 6번의 핵 실험을 거친 후, 우리는 북한이 대략 40-50개의 탄두에 충분한 핵분열 물질을 생산했을 것으로 추정한다. 조립된 탄두의 수는 알 수 없지만 더 적다. 우리는 북한이 중거리 미사일용으로 조립된 탄두를 약 20개 보유하고 있을 것으로 추정하지만 ICBM 사정거리에서 운반할 수 있는 작동하는 탄두를 개발했다는 증거는 아직 보지 못했다.
s 4개 하위 핵보유국의 운영 상태에 대한 반올림 및 불확실성과 5개 초기 원자력 보유국 중 3개 국가의 총 재고 규모에 대한 불확실성으로 인해 숫자가 합산되지 않을 수 있다.
핵 실험의 건강에 대한 영향
1950년 이전에는 핵실험으로 인한 전 세계 방사능 확산의 건강 영향에 대해 제한적으로만 고려되었다. 1950년대 대중 시위와 방사성 핵종 스트론튬-90에 대한 우려 및 모유와 아기의 치아에 대한 영향은 1963년 부분시험금지조약(Partial Test Ban Treaty, PTBT) 체결에 중요한 역할을 했다. PTBT는 지하가 아닌 대기, 우주, 수중에서의 핵실험을 금지했으며, 미국, 소련, 영국이 서명했다. 그러나 프랑스와 중국은 1974년과 1980년까지 각각 서명하지 않고 대기 중 실험을 실시했다.
지하 실험으로 요오드-131과 같은 방사성 핵종의 방사선량 문제가 완화되었지만 대량의 플루토늄, 요오드-129, 세슘-135가 지하에 방출되었다. 또한 방사능 가스가 누출되거나 배출될 경우 시험장 밖에서 노출이 발생하였다.
2000년 유엔 총회에 제출된 원자력 방사선의 영향에 관한 과학 위원회 보고서는 "1945년부터 1980년까지의 대기. 각 핵 실험은 상당한 양의 방사성 물질을 환경으로 무제한 방출하는 결과를 가져왔고, 이는 대기에 널리 분산되어 지구 표면의 모든 곳에 퇴적되었습니다.”라고 보고하고 있다. 핵실험 후, 토양에는 수십 년 동안 방사능이 광범위하게 남아 있다.
지난 세기에 걸쳐 방사능의 위험에 대한 지식이 점차 축적되어 왔다. 충분한 방사선량에 노출되면 피부와 눈뿐만 아니라 내부 장기에 손상을 줄 수 있다는 것은 일찍부터 인식되었다. 2000년 유엔 총회에 제출된 유엔 방사선 영향 과학 위원회 보고서에 따르면, 방사능 노출은 살아있는 세포를 손상시키고, 어떤 세포를 죽이고, 다른 세포를 변형시킬 수 있다. 충분한 수의 세포가 파괴되면 장기에 눈에 띄는 해를 입혀 사망에 이를 수 있다. 만약 변화된 세포들이 복구되지 않는다면, 결과적인 변형은 더 많은 세포들로 전달될 것이고 결국 암으로 이어질 수 있다. 노출된 사람의 자손에게 유전 정보를 전달하는 변형 세포는 유전 장애를 일으킬 수 있다. 낙진이 식물의 외부 표면에 직접 침전되어 뿌리를 통해 흡수될 때도 식물이 오염될 수 있다. 게다가, 사람들은 오염된 식물에서 풀을 뜯고 있는 동물의 고기와 우유를 먹을 때 노출될 수 있다.
핵 실험은 방사능과 방사능 낙진에 의해 즉각적이고 장기적인 영향을 미친다. 미국 암학회 웹사이트는 방사성 물질이 방출하는 여러 종류의 입자와 광선을 가리키는 이온화 방사선이 인간에게 과학적으로 입증된 몇 안 되는 발암물질 중 하나라고 설명하고 있다. 방사선 피폭은 갑상선, 폐 및 유방암뿐만 아니라 대부분의 형태의 백혈병과 관련이 있다. 방사선 피폭과 암 발병 사이에 걸릴 수 있는 시간은 10년에서 40년 사이일 수 있다. 1950년대에 견딜 수 있다고 간주된 노출 정도는 현재 국제적으로 안전하지 않은 것으로 인식되고 있다. 암 발생률이 증가한 것은 핵 실험과 관련이 있으며, 갑상선암이 방사성 핵종과 관련이 있다는 연구 결과가 있다.
| 방사성 핵종 | 반감기 * | 건강 위험 |
| 아메리슘-241 (Am-241) |
432년 | 섭취 후 체내를 빠르게 이동하며 오랜 시간 동안 뼈에 집중된다. 이 저장 동안 아메리슘은 천천히 붕괴되어 방사성 입자와 광선을 방출한다. 이러한 광선은 유전 물질의 변화와 골암을 유발할 수 있다. |
| 요오드-131 (I-131) |
8일 | I-131은 방사성 낙진으로 인해 높은 수치로 존재할 때 오염된 음식을 통해 흡수될 수 있다. 그것은 또한 갑상선에 축적되어 갑상선의 전부 또는 일부를 파괴할 수 있다. 갑상선이 부식되어 갑상선에 손상을 줄 수 있다. 갑상선암이 발생할 수 있다. |
| 세슘-137 (CS-137) |
30 년 | 체내에 들어간 후 세슘은 체내를 통해 상당히 균일하게 분포하며, 근육조직의 농도는 높아지고 뼈의 농도는 낮아진다. 생식선 조사와 유전적 손상을 일으킬 수 있다. |
| 크립톤-85 (Kr-85) |
10.76년 | 과도한 농도의 흡입은 현기증, 메스꺼움, 구토, 의식 상실 및 사망을 초래할 수 있다. |
| 스트론튬-90 (Sr-90) |
28세 | 소량의 스트론튬 90은 섭취 시 뼈와 골수, 혈액 및 연조직에 축적된다. 골암, 인근 조직의 암 및 백혈병을 유발할 수 있다. |
| 플루토늄-239 (Pu-239) |
24,400년 | 플루토늄 무기가 폭발하면 방출된다. 적은 양의 섭취도 심각한 건강 위험이며 폐, 뼈, 간암을 일으킬 수 있다. 가장 높은 선량은 폐, 골수, 뼈 표면, 간이다. |
| 삼중수소 (H3) |
12 년 | 쉽게 섭취될 수 있다. 공기 중의 가스로 흡입하거나 피부를 통해 흡수할 수 있다. 연조직과 장기에 들어간다. 삼중수소에 대한 피폭은 암 발병 위험을 증가시킨다. 삼중수소가 방출하는 베타 방사선은 폐암을 일으킬 수 있다. |
| 크세논(Xe) | 6.7시간 | 과도한 농도의 흡입은 현기증, 메스꺼움, 구토, 의식 상실, 사망을 초래할 수 있다. 낮은 산소 농도에서는 경고 없이 몇 초 안에 의식 불명 및 사망이 발생할 수 있다. |
| * 방사성 원소나 소립자가 붕괴 또는 다른 원소로 변할 경우, 그 원소의 원자 수가 최초의 반으로 줄 때까지 걸리는 시간. 출처: Comprehensive Nuclear-Test-Ban Treaty Organization |
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핵실험으로 인한 방사선 노출로 인한 사망자 수를 평가하는 것은 어렵다. 핵무기 단지의 건강 영향에 대한 Arjun Makhijani의 평가를 비롯한 일부 연구 및 평가에서는 5개 핵 보유국의 대기 중 핵 실험 프로그램으로 인한 전 지구 방사선량으로 인한 암 사망자가 수십만 명에 달하는 것으로 추산한다. 1991년 국제 핵전쟁 방지 의사(IPPNW)의 연구는 2000년까지 사람들이 수행한 대기 테스트에서 나오는 방사선 및 방사성 물질로 인해 430,000명의 암 사망이 발생할 것으로 추정했다. 이 연구는 대기 테스트 결과 대략 240만 명이 결국 암으로 사망할 수 있다고 예측했다.
방사능 수준이 다른 경우 건강에 미치는 영향은 메스꺼움과 구토에서 며칠 이내에 사망에 이르기까지 다양하다. 방사선 피폭은 한 가지 또는 여러 유형의 이온화 방사선에 대한 피폭으로 인해 인간에게 적용되는 방사선 측정 단위인 인체 뢴트겐 당량 (Roentgen equivalent man, rem)으로 측정한다.
| 방사선량(rems) | 건강에 미치는 영향 |
| 5-20 | 가능한 염색체 손상 |
| 20-100 | 백혈구 수 일시적 감소. 가벼운 메스꺼움과 구토. 식욕 상실. 피로가 최대 4주까지 지속될 수 있음. 감염에 대한 더 큰 민감성. 백혈병과 림프종의 장기적인 위험이 더 커질 수 있음. |
| 100-200 | 몇 시간 내에 가벼운 방사선 질병: 구토, 설사, 피로, 감염에 대한 저항 감소, 탈모. 충분한 양의 I-131은 갑상선의 전체 또는 일부를 파괴하여 갑상선 이상이나 암을 유발 가능. 일시적인 남성 불임. |
| 200-300 | 100-200 rem에서와 같은 심각한 방사선 질병 영향. 빠르게 분열하는 체세포도 파괴 가능. 여기에는 혈액 세포, 위장관 세포, 생식 세포 및 유모 세포가 포함됨. 살아 남은 세포의 DNA도 손상. |
| 300-400 | 심각한 방사선 질병. 골수와 장 파괴. 입의 출혈. |
| 400-1000 | 급성 질환, 가능한 심부전. 골수의 거의 완전한 파괴. 영구적인 여성 불임 가능성. |
| 1000-5000 | 급성 질환, 신경 세포 및 작은 혈관 파괴. 수일 내 사망 발생 가능. |
| 출처: Comprehensive Nuclear-Test-Ban Treaty Organization | |
핵실험 금지
대기권 내에서 실시하는 핵실험은 대기 중에 방사성 물질이 비산하게 되기 때문에 이를 금지하는 국제조약이 체결되게 됐다. 1963년에 핵실험을 지하로 한정하는 대기권 내, 우주 공간 및 수중에서 핵무기 실험을 금지하는 조약(Treaty Banning Nuclear Weapon Tests in the Atmosphere, in Outer Space and Under Water), 통상적으로 부분적 핵실험 금지 조약(Partial Nuclear Test Ban Treaty, PTBT)으로 불리는 조약이 체결되어 같은 해 중에 발효되었다. 이 조약에는 100개국 이상이 조인하고 있으며, 미국 및 소련도 비준하였다. 프랑스나 중국은 서명하지 않았지만, 나중에는 대기권 내 핵실험을 취소했다. PTBT 자체는 실험의 규모나 횟수를 제한하고 있지 않다. 미국과 소련은 1974년 지하핵실험제한조약(Threshold Test Ban Treaty, TTBT)을 체결하고, 1976년에는 핵무기 실험 장소 이외에서 행해지는 핵폭발 규모도 150 킬로톤으로 제한하고 상호 검증하는 평화목적 지하핵폭발제한조약(Peaceful Nuclear Explosions Treaty)을 체결하였으나 이들 조약의 발효는 냉전 종결 후인 1990년까지 미뤄졌다.
지하 핵실험도 금지 대상으로 하는 포괄적 핵실험금지조약(Comprehensive Nuclear Test Ban Treaty, CTBT)이 제안돼 1996년부터 서명이 개시됐다. 이 조약이 발효되기 위해서는 CTBT가 발효되기 위해서는 미, 영, 불, 중, 러 및 한국, 인도, 파키스탄, 북한 등 원자력 능력이 있는 44개국 모두의 비준이 필요하지만 아직 발효에 필요한 조건이 충족되지 않아 유효한 조약이 되지 못하고 있다. 현재 이스라엘, 이란, 인도, 이집트, 중화인민공화국, 미국, 조선민주주의인민공화국, 파키스탄 8개국이 비준하지 않았기 때문에 CTBT는 아직 발효되지 않고 있다. 또 아임계 핵실험도 CTBT에서는 금지돼 있지 않다.
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