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핵폭발 이후③ 폭풍 효과

등록 2013-04-04 14:06:00 | 수정 2013-04-09 10:03:25

2005년 8월 출간된 〈핵폭풍의 연가〉라는 가상소설의 도입부에서 저자는 핵무기의 파괴력을 이렇게 묘사하고 있다. “… 핵폭탄의 지표폭발은 최초 100만 분의 1초 안에 태양 표면온도의 1만 배인 6천만 ℃의 고열과 막대한 에너지를 분출한다. 거대한 불덩어리는 주변 공기를 급속히 팽창시켜 순간 시속 1000㎞에 이르는 핵폭풍이 발생한다. 폭발은 또한 엄청난 양의 산소를 태워버리는데, 이에 따른 대류상승으로 폭심지는 일시적인 진공상태가 된다. 곧이어 주변의 공기가 엄청난 속도와 압력으로 빈자리로 빨려들면서 시속 400㎞ 안팎의 폭풍이 다시 모든 것을 쓸어버린다. 열복사에 이은 후폭풍이다. 철근·시멘트 파편·유리조각 등 온갖 물질이 불붙은 총알처럼 휘저으며 날아다니는 모습은 문자 그대로 아비규환일 터이다. …” 아무리 가상소설이라도 이 부분은 과학적 근거에 입각한 사실적 묘사다.

실제로 핵무기의 폭풍효과는 핵폭발 시 순간적으로 막대한 에너지가 방출되어 음속 이상의 속도로 강한 압력이 사방으로 확산되는 것을 의미하는데, 이 에너지를 충격파라고 한다. 이 충격파에 의하여 건물의 구조물이나 장비들이 일차적으로 약화 및 파괴되고 사람의 고막이나 폐 등이 파열된다.

핵폭발 순간에 발열하는 수백만 ℃(평균온도)의 엄청난 고열은 폭발지점의 공기를 급격히 고온 팽창시켜 충격파를 발생시키고, 지중地中에서는 지진파를 생성시킨다. 이 충격파가 통과할 때 생기는 강풍이 폭풍이다. 이 폭풍은 사물을 찌부러뜨리는 정압靜壓과 사방으로 날려보내는 동압動壓으로 이루어져 있으며, 음속보다 빠른 속도로 직진하지만 반사 또는 회전 방향을 바꾸는 성질도 있다. 정압에 약한 사물은 목조건물, 천막, 항공기 등이며 인간은 비교적 강하다. 동압에 약한 것은 각종 차량, 작은 장비 등이고, 인간은 동압에 직접 노출되면 주변의 물체와 부딪혀 죽거나 상하게 된다. 핵폭발 시 일반적으로 부피와 중량이 큰 물체는 찌그러지고, 그 반대로 적은 물체는 사방으로 날아간다.

충격파에 뒤이어 강력한 폭풍이 사방으로 확산되는데 이때의 풍속은 연태풍의 100배나 되는 초당 3,200m로 엄청나게 빠른 강풍에 의해 건물과 수목을 전도 및 파괴시키고 사람이나 장비를 공중으로 날려 보내기도 한다. 뿐만 아니라 붕괴된 건물의 파편이나 유리, 돌과 자갈 등도 강한 태풍의 2배 이상 속도로 마치 총알처럼 날아다니면서 추가적인 피해를 입히게 된다. 제2차 세계대전 끝막에 일본 히로시마와 나가사키에 투하된 20㏏ 핵무기 폭발 시 폭풍으로 인한 피해범위를 분석해 보자. 핵 폭발지점으로부터 800m 이내에 있는 사람의 폐나 고막은 파열되고, 2㎞ 이내에 있는 모든 건물들은 완전히 파괴되며, 4㎞ 이내 건물들은 절반 정도가 파괴된다. 그리고 5㎞ 이내는 약간 경미한 피해를 입게 된다.

핵무기의 위력이 커지면 그 피해범위도 커지는데, 10Mt의 핵무기 폭발 시 폭풍에 의해 예상되는 피해는 폭발지점으로부터 8㎞ 이내의 모든 건물은 완전히 파괴되고 21㎞ 이내의 건물들은 절반 정도가 파괴된다.



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