핵폭발 이후⑥ EMP 효과

영화 ‘브로큰 애로우’Broken Arrow에서 악당 주인공을 추격하는 헬리콥터가 핵폭발과 동시에 추락하는 장면이 나온다. 이른 바 핵폭발의 EMP효과를 보여주는 것이다.

핵폭발 시 인체에 미치는 3대 효과 외에도 ‘전자기파 펄스(EMP)Electro-Magnetic Pulse Wave 효과’가 있다. EMP효과란 핵폭발 시 방사되는 전자기파펄스(EMP)가 방사전자장을 생성시키는데, 인기 있는 온라인 전략시뮬레이션 게임 스타크래프트에서 테란의 비행유닛 ‘베슬’도 이 같은 EMP효과를 무기로 사용한 것이다. 즉 인명을 즉시 살상하거나 물자를 직접 파괴하는 것이 아니라 각종 전자장비의 회로소자(RLC, IC, 다이오드, 반도체 칩 등) 를 망가뜨리고 장비의 고유기능을 마비시키는 피해를 유발하는 것을 말한다.

핵무기가 공중폭발 할 때 방출되는 초기 감마(γ) 방사선이 공기 중에 있는 원자들의 전자를 이탈시켜 폭발 주변의 대기를 이온화시킴으로써 각종 전자장비에 의해 전파된 전자장파電磁場波에 혼란을 주게 된다. 그렇게 되면 수 초에서 수 시간 동안 무선통신, 레이더, 미사일, 항공기 등의 기능이 일시 또는 영구히 마비되고 이후에도 잦은 오작동을 유발시키는 현상이 나타난다. 실험에 의하면, 병사들이 차고 있는 손목시계, 전화기, 군용차량, 전자수첩, 계산기 등에 이르기까지 기능이 파괴돼 버렸다.

이 현상은 핵무기 저공폭발 시보다 고공폭발 시 더 광범위한 지역에 피해를 준다. 지표면이나 고도 4,000m이하에서도 상당한 EMP가 발생하지만 고도 30,000m 이상(고고도폭발)에서는 매우 강한 EMP가 발생한다. 그러나 이들 영역 중간에서는 거의 EMP가 발생하지 않는다. 그 이유는 발생한 EMP가 폭발 시 생성되는 감마선의 영향으로 비대칭적인 흡수를 당하기 때문이다. 이 EMP 효과로 핵 폭발지역에는 통신이 마비되어 군사작전상 상당한 혼란과 마비가 일어난다.

즉 핵폭발에 의한 고온과 높은 에너지의 방사선이 다량의 이온층을 형성한다. 이때 적당한 조건에서 강한 이온의 흐름과 전자기장은 전자기파펄스를 발생시키며 이는 멀리 떨어진 곳에서도 감지할 수 있다. 비록 생물체는 이에 무감각하지만 전자기기들은 일시적 또는 영구적인 사용불능 상태가 된다.

EMP는 핵폭발 시 방출되는 초기 감마(γ) 방사선(전 방출에너지의 0.003%)이 공기 중에 있는 원자들과 상호작용을 일으켜 1MHz에서 수백 MHz에 이르는 강력한 전자장을 발생시키는 것이다. 이 전자장은 상당히 광범위한 지역에 영향을 미치며 반도체와 각종 전자장비를 손상시켜 첨단 군사장비 등을 무용지물의 쇳덩어리로 만들어 버린다.

현대전을 정보전, 전자전 그리고 네트워크 중심전이라고들 하는 이유는 모든 무기에 컴퓨터가 뒷받침되어 있기 때문이다. 핵무기를 대량살상(파괴)무기라고 하는데, 여기에다 핵폭발 시 생성되는 EMP에 의하여 첨단전자장비가 무용지물 쇳덩어리로 바뀌는 효과도 포함시켜야 한다. EMP효과로 그야말로 핵무기는 무기 중의 무기가 돼버렸다.

세계 유일의 핵무기 초강대국 미국은 현재 핵폭발 시 생성되는 EMP로 전자장비가 손상되는 것을 방지하기 위해 야전에서 사용되는 모든 전자장비의 외부에 EMP 차단 특수피복을 입히는 작업을 하고 있다. 기술에도 한계가 있지만 엄청난 재원이 투입되는 일이다. 이제 핵무기라고 다 같은 핵무기가 아니듯이 첨단전자무기라고 다 같은 전자장비가 아니다. 핵상황에서도 기능을 잃지 않는 전자장비라야 ‘첨단’이란 머리글자를 붙여주는 시대가 되었다.

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