물리학적 관점에서 바라본
“핵무기란 무엇인가?”

인류 역사상 최강의 병기, 핵무기를 순수 물리학의 관점으로 설명한다!

20세기의 과학자들이 개발해 실전에 투입된 상상을 초월하는 수많은 군사 기술이나 무기 중에서도 ‘핵무기’는 인류에 중대한 전기(轉機)를 가져왔다. 이 책은 평소에 자주 듣기는 했지만 오해받고 있거나, 혹은 제대로 이해되지 않은 채 세상에 알려진 군사 기술을 정치적이나 윤리적인 논의는 일체 배제한 채 순수한 물리학의 관점에서만 해설하려는 시도이다. 특히 군사 기술 중에서도 인류 역사상 최강의 병기라 일컬어지는 무시무시한 핵무기의 놀라운 메커니즘에 대해 단계적으로 설명하고 있다. 원자핵이 방대한 에너지를 만들어내는 원리에서부터 무기로 이용하기 위한 설계 방법, 냉전 시대에 만들어졌던 궁극의 산물이 되기까지, 실제로 경험하지 않으면 알 수 없는 ‘핵’의 진정한 모습을 일반 독자들이 최대한 이해하기 쉽게 강의 형식을 빌어 설명하였다.

1970년 오사카 부에서 태어나, 교토대학 이학연구과 박사 과정을 수료하고 교토대학 화학연구소 비상근 강사를 거쳐 현재는 준교수로서 일본 고에너지가속기연구기구 소립자원자핵연구소에 몸담고 있다. 저서로는 『놀라운 실험―고등학생도 이해할 수 있는 소립자 물리학의 최전선』, 『우주의 시작』 등이 있으며, 국내에 소개된 책으로는 『괴짜 물리학자에게 듣는 유쾌한 우주 강의』가 있다.

감수의 글
프롤로그

제1장 원자핵

무기와 물리학의 관계/ 도카이 촌에서 온 사나이/ 원자력 시설의 용접 기술을 이용해서 만든 전차/ 원자와 원자핵의 크기/ 모든 물질은 양성자와 중성자의 조합 차이로 구성되어 있다/ 연금술, 화려하게 부활하다!/ 동위 원소란 무엇인가?/ 미국에서는 우라늄을 15파운드까지 소유할 수 있다/ 미국에서는 폴로늄을 판매한다?/ 정전기 제거용 브러시를 만드는 방법/ 사랑의 힘은 너무 가까울 때보다 조금 떨어져 있을 때 더 강해진다?/ 물방울과 원자핵

제2장 핵융합과 핵분열

원자핵을 노출시킨다/ 곧바로는 붙지 않는 커플을 붙이려면?/ 중수소와 삼중수소의 핵융합, DT 반응/ 불안정 상태 일보직전의 원자핵을 불안정한 원자핵으로 만든다/ 전하를 갖지 않는 중성자는 원자핵에 쉽게 접근할 수 있다/ 아이오딘을 마셔라!/ 원자핵을 결속시키고 있었던 힘이 외부로 해방된다/ 폭약과는 차원이 다른 에너지가 방출된다/ 핵연료로 사용하기에 적합한 물질이란?/ 분열 일보 직전의 우라늄과 플루토늄/ 중성자의 속도가 핵분열의 발생 가능성을 좌우한다

제3장 연쇄 반응

핵분열의 연쇄 반응/ 제어봉을 집어넣거나 뺌으로써 중성자의 양을 제어한다/ 미임계 상태와 초임계 상태/ 체르노빌에서는 제어봉을 뽑아 버렸다/ 지열은 왜 생기는가?/ 원자로를 구성하는 세 가지 요소 ― ①연료/ 원자로를 구성하는 세 가지 요소 ― ②감속재/ 감속재라는 측면에서 바라본 물과 흑연의 좋은 점과 안 좋은 점/ 원자로를 구성하는 세 가지 요소 ― ③냉각재

제4장 핵연료

원자로는 3요소로 구성되지만 핵무기는 1요소뿐/ 탬퍼로 다진다/ 어느 실험의 풍경/ 폴로늄 재등장/ 우라늄의 농축/ A-1 가스 확산법/ A-2 원심 분리법/ A-3 공기 역학법/ B-1 전자기 농축법/ B-2 레이저 원자법/ B-3 레이저 분자법/ C 화학법/ 플루토늄의 제조/ 플루토늄은 명계(冥界)의 왕/ 대학의 풋볼 경기장 아래에 건설된 인류 최초의 원자로/ 병기급 플루토늄/ 고속 증식로

제5장 핵무기

포신형(건배럴형)/ 리틀보이는 투하 직전에 조립되었다/ 너무 이른 폭발/ 미국에서 가장 위대한 대통령/ 내폭형(임플로전형)/ 내폭의 메커니즘/ 핵융합을 이용하는 수소 폭탄/ 중성자 폭탄/ 부스터/ 궁극의 핵무기

에필로그