열화우라늄

열화우라늄으로 만든 관통자

1 개요

열화(劣化)우라늄. 감손(減損)우라늄 이라고도 하며, 영어로 쓸 경우 Depleted Uranium(DU). 우라늄235의 함유량이 자연상태보다 낮은 상태인 우라늄이다.

흔히 우라늄 원석의 우라늄235 함유량은 약 0.7%이고, 열화우라늄은 이보다 적게 함유된 우라늄을 지칭하는데, 보통 핵원료로 우라늄 235를 핵분열시킨 후인 사용 후 핵연료를 처리할 때나, 농축공정에서 만들어지는 잉여 우라늄238로 만들어진다. 핵분열이 힘든 것 이외에는 다른 우라늄과 다른 점이 없으므로 합금제작과 같은 금속학적 용도나 연구실험용으로 사용이 가능하다. 물론 일반적인 천연우라늄보단 약하지만, 방사능도 지니고 있다. 아래에서 언급되듯이 핵무기 자체를 만들 순 없으나, 핵무기에 사용될 때도 있다.

2 이용

일반적으로는 전환로나 고속증식로에서 블랭킷 연료로 사용하거나 플루토늄으로의 전환에 이용하였으나, 원자량이 상당히 큰 관계로 '무겁다' 라는 점에서 착안하여 현재는 전차의 관통자와 장갑판으로 쓰이고 있다.

장갑판에 썼을 때는 기존의 장갑재질에 비해 두 배정도의 방어력을 보여 미군에서 M1 에이브람스에 제식으로 채택하며 M1A1 HA가 등장하게 되었으며, 전차포탄에 쓰자 열화우라늄의 낮은 열전도도 때문에 자기첨예화 현상이 일어나 관통력이 높아졌다. 장갑판에 쓰면 차폐효과 덕에 방사능 공격을 피하는 효과는 덤. 공중장비에서는 A-10 공격기에 장착된 GAU-8개틀링의 탄두로 사용된다.

보통의 텅스텐 탄두는 포탄이 장갑판에 충돌하는 순간, 단열압축에 의해 발생한 높은 열로 인해 포탄 끝부분이 연해져서 버섯처럼 뭉개지지만, 열화우라늄탄과 같은 열전도도가 낮은 금속의 경우 첨단부의 국소부위만이 연화되어 그 부분이 벗겨져 나가면서 뾰족한 탄심이 계속 유지되기 때문이다.

사실 강도나 밀도만 놓고 보면 텅스텐과 비교해서 큰 차이가 있는 것은 아니다. 게다가 최근에는 자기첨예 기능이 있는 텅스텐 관통탄도 나오고 있으니 관통력도 텅스텐탄과 비교해서 심한 차이가 있는 것은 아닌 상황. 그럼에도 텅스텐 대신에 이 말 많은 열화우라늄을 사용하는 이유는 값이 싸기 때문이다. 텅스텐은 금속 중에서도 상당히 고가인 반면, 열화우라늄은 보통 핵연료 추출후 나오는 일종의 폐기물이므로 값이 텅스텐보다 훨씬 싸다. 다만 저 이유는 거의 미국에만 해당되는데, 미국이나 소련은 우라늄 농축시설에서 이미 대량으로 생성된 물량이 있기 때문이다. 게다가 매장량으로 따져도 우라늄은 의외로 비교적 흔한 금속이다. 우라늄 문서 참고.

80년대 초반 한국도 열화우라늄탄 개발 연구를 진행했다. 2004년 국감의 과기부 보도자료에 따르면 원자력연구소가 지난 1980년대 중반에 미국으로부터 방사선 차폐재로 개발하려고 감손육불화우라늄(DUF6)을 수입했으나 관통자 시제품을 제작한 후 연구를 종결했다. 몰리브덴-우라늄합금으로 만든 차폐재는 성능시험을 완료한 후 보관중이고, 티타늄-우라늄 합금으로 만든 관통자는 폐기후 원자력연구소의 저장소에 보관 중이다. 비공식 소식에 따르면 80년대 미국에게 열화우라늄탄용 금속우라늄 개발 사실이 발각돼 모두 파기됐으며 IAEA도 1987년 한국의 열화우라늄탄용 금속우라늄 개발사실을 인지한다. 국제적인 압박에 따라 한국은 열화우라늄탄 개발 연구를 중단하고 자기첨예 기능이 있는 텅스텐 관통탄 연구로 선회하여 개발을 성공하였다. 이 텅스텐 관통탄은 앞서 언급된 것처럼 관통력에서는 열화우라늄탄에 버금가나 매우 비싸다.

한편 그 자체가 워낙에 무거우니 군사용 무기 이외에 민간 항공기의 무게중심을 맞추는 무게추로 쓰인 적도 있다. 예를 들어 항공기의 무게중심을 조정하는 목적. 요즘처럼 CAD가 보편화되고 시뮬레이션이 간단해지기 전에는 실물을 만들어 보기 전에는 정확한 무게중심을 획득하기 어려운데 반해, 제대로 잡지 못하면 대형참사를 유발할 수 있었다. 이런 문제 때문에 무거우면서 부피가 작은 중량물의 가치는 꽤 컸으며, 보잉 747 여객기만 해도 초기 생산분에서는 우라늄 무게추를 사용한 사례가 있다. 그러나 일반인들이 이 사실을 알고나서 "그래도 만에 하나 혹시나 방사능이 나오면 어쩌냐!"라고 반발해서 현재는 납 등의 다른 물건을 쓰고 있다고…

일부 사람들은 열화우라늄탄이 소형 핵폭탄이라고 착각하는 경우가 있다. 핵무기의 정의는 핵분열/융합 시 발생하는 열에너지를 무기로 활용하는 것이며, 물론 열화우라늄탄 자체가 핵폭발을 일으키는 일 따위는 없다. 다만 열화우라늄이 핵무기에 전혀 안쓰인다고는 할 수 없는데, 우라늄 238을 추출해서 수소폭탄의 겉에 씌우면 더러운 폭탄과 유사하게 방사능을 더욱 증가시키는 효과가 있다. 이를 3F폭탄이라고 부른다. 이 경우 우라늄 238이 고속 중성자를 먹고 핵분열을 일으키기 때문에 폭발력도 상당히 더 강해진다. 수소폭탄의 위력 절반 가량이 우라늄 238의 핵분열에서 방출된다고 알려져있다.

이 외에 납이상의 훌륭한 방사능 차폐제이다. 방사능 물질로 방사능을 막아보자 납보다 더 크고 아름다운 원자핵의 크기와 밀도덕에 방사능을 더 잘막아낸다. 물론 자체가 미약한 방사성(…)을 띄기때문에, 그래도 왕창 피폭되는거 보단 나을지도 실제로 잘쓰이진 않는다. 보통은 차라리 조금 더 두껍게하고 납을 선택할뿐더러, 열화우라늄은 아무나 구하는 물질이 아니다. 샌드위치처럼 납은 겉에만 얇게 덧대고 가운데에 감손우라늄을 넣는건 어떨까? 포장지로는 구리

3 위험성

열화우라늄은 미약하나마 방사성을 띠므로 탄두가 장갑판을 관통할 때 발생하는 열화우라늄 분진은 미약한 방사능을 띠고 있으나, 이론적으로 열화우라늄의 방사능으로 인해 인체에 어떠한 영향을 미치거나 하기는 대단히 힘들다. 그러나, 방사능이 아니더라도 공기 중에 노출 시 매우 유독한 산화우라늄이 미세한 중금속 분말 형태로 흩어지기 때문에, 이를 흡입할 경우 건강에 치명적인 악영향을 끼칠 수 있다. 사람들이 우라늄 하면 핵연료로만 생각하는데, 그 전에 일단 이건 엄연히 납이나 수은같은 중금속이다. 때문에 미군의 경우에는 열화우라늄 장갑 혹은 열화우라늄 탄을 적재하고 있는 전차의 경우 피격시 불어오는 바람을 안고 퇴피하도록 교육하고 있다.

걸프전에 참여한 군인들 중 걸프증후군이라는 정체불명의 질환의 원인으로 의심되고 있으나 미군에서는 공식적으로 이를 인정한 바는 없고, 각국에선 열화우라늄 탄의 사용이 인체에 끼치는 영향을 두고 갑론을박이 벌어지고 있다. 확실한 질병인지 확인되지 않아서인지 증상은 천차만별… 심지어는 정신이상에 정력감퇴까지 된다는 소문이 돌고있다. 실제 미군이 자의로 격파시킨 에이브럼스 전차를 조사할때 방진복을 입고 조사하는 장면이 찍혀 미군들도 일단은 조심하는 것으로 보인다.

미군이 열화우라늄탄을 썼던 지역에서 전쟁 이후 사람들이 각종 질병에 걸리거나 기형아가 생기는 경우가 많아서 특히 의심을 사고 있는 부분. 다만 여기에 대해서는 민간인들이 전쟁통에 의료 서비스를 제대로 받지 못해서라거나, 특히 이라크의 경우 이라크군이 연합군의 진격을 방해하기 위하여 유전에 일부러 불을 지른 통에 유독물질이 많이 퍼져서 그런 것이라는 주장도 있다. WHO에서도 열화우라늄은 문제될 것이 없다는 입장.

한편 주한미군도 상당한 양의 열화우라늄탄을 보유하고 있다. 미국의 기밀 해제 문서에 따르면 주한미군이 오산, 수원, 청주 공군기지에 열화우라늄탄 약 3백만발을 보유하고 있으며 일부는 한국군 탄약고에 비치되어 있다. 1997년도에는 열화우라늄탄 한 발이 행정상의 오류로 경기도 연천 폐폭발물 처리장에서 폭파처리된 것이 언론에 보도 되기도 했다. 한국도 열화우라늄탄에서 안전하지 않다는 이야기.

여담이지만 한때 일본 야후에서 일본어로 열화우라늄(劣化ウラン)으로 검색하면 1순위로 미국 국방성의 페이지가 뜨고 들어가보면 일본어로 열화우라늄탄은 인체에 무해합니다란 내용이 주구장창 설명되어 있었다.열화우라늄탄에 맞아도 안죽는다는 소리니까 이건 거짓말이다 현재는 야후의 검색방식변경과 열화우라늄 설명 페이지가 늘어나서 뜨지 않는다.

미군의 열화우라늄탄 사용에 대해 비난여론이 거세지만 미군은 아직까지는 사용하거나, 최소한 보유중인 것으로 알려져있다. 최근에는 대체물질도 좀 찾으려는 노력도 하는 듯 하나 본격적으로 언제부터 대체물질(아마도 자기첨예화 성능을 강화한 텅스텐)을 사용할지는 미지수인 상태.

4 창작물에서의 열화우라늄

스타크래프트에서 해병의 사거리를 1 늘려주는 업그레이드인 U-238 탄환 업그레이드가 바로 이 열화우라늄탄을 쓴다는 설정. 바이오닉 테란을 하려면 스팀팩과 같이 필수적으로 업그레이드 해야한다. 개발은 아카데미에서 하고 광물과 베스핀 둘 다 150이 소모된다. 연구시간은 100초. 불행하게도 티어 1을 벗어나면 사거리가 압도적인 적들이 너무 많아서 잠시 동안만 빛을 발한다(...)

스타크래프트 2에서는 싱글 플레이에서만 등장하는 업그레이드로 사신의 사정거리를 1 늘려준다.

우스갯소리로 판타지에 나오는 마검이 열화우라늄같은 방사능 금속이나 방사능 보석이 원료가 아니냐는 이야기가 있는데, 상당히 그럴싸한것이 검에서 정체모를 기운이 나오고, 사용자가 검을 집은후부터 미치고 몸이 쇠약해지는것을보면 말이다. 자기첨예성질로 뭐든지 잘라내는 마검, 저절로 빛이 나는 마검..

퀘이크 시리즈의 레일건은 열화우라늄탄을 초고속으로 발사하는 무기다. 관통력이 매우 뛰어난 무기.

신세기 에반게리온에서 에반게리온들이 사용하는 탄약무기 또한 대부분 열화우라늄탄을 사용한다.

이터널시티에서는 자기발화성을 살린 것인지, 착탄지점에서 폭발한다. 열화우라늄탄에 맞은 몹은 관통+폭발의 이중 데미지를 입는다. 애초에 이 게임은 40mm유탄을 쏘면 불꽃이 생기면서 지속 데미지를 주도록 되어있는 게임이니 그냥 그러려니 하자.

이에 이터널시티2에서는 관통가능한 횟수가 대폭 늘어났으나 데미지가 대폭 줄어드는식으로 현실의 용도에 근접하게 되었다.

도베르만에서는 은행강도조직 두목인 주인공이 열화우라늄 권총탄을 항상 소지하고 다니며 결전병기로 사용한다.

둠(2016)에선 신규무기인 중형 돌격소총이 나왓는데 말만 돌격소총이지 열화우라늄 코팅 철갑탄 버젼을 개난사(!)하는데다가 6연장 로켓도 난사하는(!) 어마무시한 무기이다.플라즈마 라이플의 성능 변화와 화력 그리고 범용성덕분에 아주 자주보이는 무기이다.설정은 이렇지만 말그대로 돌격소총처럼 쓰이는무기.

007 스카이폴에서는 작중 킬러 페트레스가 글록 18C에 100발짜리 C-MAG에다 열화우라늄 권총탄(!)을 장비해 제임스 본드에게 난사한다. 작중 취급을 보면 뛰어난 킬러같지만, 작중 설정상 열화우라늄탄을 쓰는 사람은 전세계 6명밖에 안 되는지라 금방 추적당하고 말았다. 그냥 9mm쓰지 그랬냐? 나의 살인은 예술이니까 흔적을 남겨야지

커맨드 앤 컨커 제너럴 제로아워에는 뜬금없이 중국군이 사용하는 것으로 등장. 게임상에서의 효과는 단순히 전차의 공격력 증가. 하지만 핵무기에 특화된 핵장군 칭 시 타오의 열화우라늄탄은 기본적으로 연구 완료 상태이며, 전차의 포탄이 떨어진 곳에 방사능 낙진이 생긴다!

폴아웃 택틱스에서도 등장 이쪽은 M2에다가 집어넣고 발사한다. 이것만 있다면 어떤 적이 나와도 그냥 갈아버린다.

헛쯔모없는 개혁에서는 블라디미르 푸틴이 고이즈미 준이치로의 굉맹패를 막기 위한 차원으로 이걸로 패를 만들어 쓴다. 가루로 만들면 순식간에 발화되기 때문. 하지만 고이즈미는 그냥 쿨하게 굉맹패를 써서 온몸을 불태우며 백일색을 완성시킨다. 후에도 등장했는데, 이 때는 플루토늄 패와 반응하여 핵분열을 일으켜 폭발한다(...)

워크래프트3의 유즈맵 쥬라기서바이벌에서 이 연구를 완료할시 추가적인 건물과 유닛을 짓거나 생산할수있다