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| 실험 장소 | 네바다 핵실험장 · 비키니 섬 · 에니위턱 환초 |
| Operation Sandstone | |
| 실험 날짜 | 1948년 4월 ~ 5월 |
| 실험 장소 | 에네웨타크 환초 |
| 실험 횟수 | 3회 |
| 주도 | 미국 원자력 위원회 |
1. 개요
미국의 세번째 핵실험. 신형 핵무기 설계를 테스트하기 위한 실험으로, 군 주도가 아닌 미국 원자력 위원회의 주도로 이루어진 실험이다.2. 배경
미국이 맨해튼 계획에서 개발한 원자폭탄은 우라늄을 이용한 포신형 핵폭탄인 마크 1과 플루토늄을 이용한 내폭형 핵폭탄인 마크 3이 있었다. 포신형은 우라늄을 두 덩어리로 만들어놓고 화약으로 포를 쏘듯이 한 덩어리를 다른 덩어리로 쏘아 압축시켜 임계반응을 이끌어내는 방식이고, 내폭형은 사방에서 폭약을 터뜨려 그 충격파로 가운데의 플루토늄을 압축시켜 임계반응을 이끌어내는 방식이었다. 기술적으로는 포신형이 훨씬 간단했지만 그다지 효율이 좋지 않았고 내폭형은 좀 나았지만 여전히 효율이 떨어졌다.게다가 플루토늄을 생산하는 원자로의 기술적 문제로 플루토늄 생산량이 떨어지면서 우라늄 생산량이 더 많아지는 동시에 우라늄 생산단가가 더 비싼 상황이 닥치자 둘을 섞어서 만든 코어를 써 보자는 의견이 나오게 된다. 따라서 새로 개발된 부양 코어와 복합 코어의 작동을 테스트하기 위해 새로운 핵실험이 계획되었다.
본 실험에서 적용된 방법은 위의 문제점을 극복하기 위해 내폭형에 약간 공간을 두어 마치 망치로 못을 때리듯이 관성을 가지고 압축시킬 수 있도록 코어를 공간 가운데에 '부양시키는' 방식이 제안되었다. 이를 '부양(levitated) 코어'라고 한다.[1] 이 부양코어의 적용으로 인하여 팻맨과 같은 양의 플루토늄을 사용하여 약 2배에 가까운 폭발력의 증대를 이루어 냈으며 이후에 설계되는 폭탄의 기본설계로 자리잡게 된다.
이 실험 결과는 즉시 새로운 마크 4, 5 원자폭탄을 만드는데 유용하게 사용되었다.
3. 폭발
3.1. 엑스레이
| 엑스레이 | |
| 실험 날짜 | 1948년 4월 15일 06시 16분 59초 (MIT) |
| 실험 장소 | 에네웨타크 환초 |
| 사용한 폭탄 | Mk-3 Type B levitated |
| 위력 | 37 kt |
| 폭탄 종류 | 복합 내폭형 핵무기 |
| 고도 | 61m 철탑 |
우라늄과 플루토늄을 2:1로 섞은 복합 코어를 이용한 실험. 다른 두 실험과 마찬가지로 부양 코어가 사용되었다.
3.2. 요크
| 요크 | |
| 실험 날짜 | 1948년 5월 1일 06시 08분 59초 (MIT) |
| 실험 장소 | 에네웨타크 환초 |
| 사용한 폭탄 | Mk-3 Type B levitated |
| 위력 | 49 kt |
| 폭탄 종류 | 우라늄 내폭형 핵무기 |
| 고도 | 61m 철탑 |
순수 우라늄만을 사용한 코어를 이용한 실험. 다른 두 실험과 마찬가지로 부양 코어가 사용되었다. 실험일 기준 가장 강한 위력의 폭발이었지만 효율은 좋지 않았다.
3.3. 지브라
| 지브라 | |
| 실험 날짜 | 1948년 5월 15일 06시 04분 00초 (MIT) |
| 실험 장소 | 에네웨타크 환초 |
| 사용한 폭탄 | Mk-3 Type B levitated |
| 위력 | 18 kt |
| 폭탄 종류 | 우라늄 내폭형 핵무기 |
| 고도 | 61m 철탑 |
4. 참고
[1]
기존의 마크 3는 폭발렌즈를 통하여 가운데 플루토늄 구를 누르는(Pusher)구조였다면 부양코어를 적용한 신형 핵무기는 부양된 약간의 공간을 통하여 플루토늄 구를 충격하는 구조가 되어 순간적인 압축력이 중요한 초기과정에서 더 큰 압축력을 얻을 수 있었다.