핵분열 · 핵융합 등 핵반응에 의해 발생하는 에너지를 직접 파괴 · 살상의 목적으로 이용하는 무기의 총칭. 에너지를 방출하는 주요한 핵반응으로 어떤 방식을 이용하느냐에 따라 핵분열무기 즉 원자폭탄(원폭)과 핵융합무기, 즉 수소폭탄(수폭) 등 크게 두가지로 나뉘어진다. 이외에 핵무기의 발달에 따라 핵융합을 일으키고, 이때 나오는 대량의 중성자를 이용해 다시 핵분열을 일으키는 원리를 이용한 중성자탄 등도 등장했다.

원자폭탄

우라늄 235 · 플루토늄 239 · 우라늄 233의 원자핵은, 중성자를 흡수하면 핵분열반응을 일으키기 쉬운 성질이 있어 핵분열성 물질이라고 한다. 핵분열이 일어날 때에는 에너지가 방출되고 새로운 중성자가 튀어나오므로 일정량의 핵분열성 물질을 한 곳에 모으면 핵분열연쇄반응이 일어난다. 이를 '임계량(臨界量)'이라고 한다. 원폭은 핵분열성 물질을 임계량 이하의 몇 개 부분으로 나누어 놓고 급격하게 합체(合體)시킴으로써 임계초과상태로 만들어 짧은 시간 안에 대량의 에너지를 방출시켜 폭발을 일으키도록 한 것이다.

수소폭탄

수소 동위원소인 중수소· 삼중수소 등 가벼운 원자핵의 핵융합반응으로 방출되는 에너지를 이용한 폭탄. 핵융합반응을 일으키려면 몇 백만 ℃ 이상의 고온이 필요하므로 원자폭탄이 폭발할 때 생기는 고온을 수폭의 핵융합반응을 일으키는 매개로 이용한다. 그러므로 핵분열-핵융합의 두가지 작용으로 폭탄이 작동하는 것이다.

중성자탄

핵융합반응에서 나오는 대량의 중성자로 다시 핵분열 반응을 일으키게 해 위력을 크게한 폭탄으로 핵분열-핵융합-핵분열 등 세 단계를 거치므로 3F 폭탄이라고 한다. 핵분열에 의한 ＜죽음의 재＞라 일컫는 잔류방사성 생성물이 많아지므로 ＜더러운 수소폭탄＞이라고도 한다.

핵연료로 사용되는 물질. 핵연료로 사용되는 것은 일반적으로 우라늄, 플루토늄, 토륨 중 하나 또는 그 조합이다. 핵무기 개발과 관련해서는 핵물질이라 하면 주로 우라늄과 플루토늄을 가리킨다.

우라늄

1789년 독일의 M.H. 클라프로트가 우라니나이트(피치블렌드) 속에 함유되어 있는 것을 발견하고, 1781년 토성의 바깥쪽에서 발견된 새 행성인 천왕성(Uranus)과 관련하여 이 이름을 붙였다. 질량수 227에서 240까지 현재 14종의 인공동위원소가 알려져 있으며 모두 방사성이다. 천연동위원소에는 234, 235, 238(우라늄 IUI)의 반감기가 긴 3종이 존재하지만, 238이 99％ 이상이다. 우라늄 광석은 캐나다, 남아프리카공화국, 미국, 러시아, 오스트레일리아 등에서 산출된다. 핵분열반응을 일으키면 에너지가 방출되므로 이를 연쇄적으로 일으킴으로써 에너지를 얻어 이용할 수 있으며, 이것이 바로 원자력발전이다.

연쇄핵분열반응이 고도로 집적된 상태로 일어나게 하면 원폭이다. 원자력발전에 이용하는 것은 우라늄235. 우라늄235 1g으로 얻을 수 있는 에너지는 석탄 3톤으로 얻는 에너지와 맞먹는다. 그러나 천연 함유비가 0.7%에 불과하므로 우라늄광석을 핵연료로 사용하기 위해서는 농축해서 순도를 높여야 한다. 핵폭탄 1개를 만들기 위해서는 우라늄235 15kg이 필요하다.

플루토늄

1940년 미국의 G.T. 시버그, E.M. 맥밀런, J.W. 케네디 등이 우라늄에 중수소로 충격을 주는 방식으로 처음 합성한 인공 원소. 원래 천연에 존재하지 않는 것으로 알려졌으나 1942년 우라늄석 속에 미량 존재하는 것으로 밝혀졌다. 이것은 우라늄이 있는 원자로 속에서도 일어나는 반응이므로, 광물 중에서 우라늄이 중성자를 흡수하여 생기는 것으로 생각된다. 은백색 금속으로 핵분열반응에 의한 중요한 에너지원이며, 원자폭탄과 수소폭탄의 재료 및 중성자원으로도 쓰인다.

핵무기 원료로 부각되면서 국제사회의 감시가 엄격해진 것은 인도가 1974년 평화목적인 원자시설을 이용하여 플루토늄을 제조· 추출해 핵폭발을 성공시킨 후부터. 고순도 플루토늄은 5∼10㎏으로 원자폭탄이 될 수 있다. 플루토늄을 둘러싼 문제와 그 독성으로 인해 이것을 에너지로 이용해야 할 것인가를 두고 플루토늄은 또 위험성과 독성이 큰 물질로 인체에 흡수되면 암을 일으킨다. 이때문에 이것을 에너지로 이용해야 할 것인가는 계속 논쟁거리가 되고 있다.

원자력을 이용해 전기를 생산하는 것과 핵무기를 개발하는 것은 같은 원료를 사용해 같은 원리를 이용하므로 평화적인 목적의 원자력은 언제든지 무기 개발에 응용될 수 있다. 즉 원자력 발전소에 사용한 핵연료를 모아서 재처리하면 핵폭탄의 원료가 된다.(핵 재처리) 이것이 국제사회로 하여금 원자략 이용에 감시의 눈을 부릅뜨게 만드는 요인이다.(핵확산금지조약, 국제원자력기구)

석유 석탄 등 재래식 연료는 불을 붙여만 놓으면, 산소가 있는한 계속 연소한다. 그러나 핵연료는 원자로라는 특수한 장비가 있어야 연소시킬 수 있다. 또한 재래식 연료는 연소하고 나면 못쓰지만 핵연료는 사용한 우라늄을 다시 농축하면 또 원자로의 연료로 사용할 수 있어 재생이 가능하다. 그러므로 사용후 핵연료의 처리 방법은 폐기하거나 다시 농축해 재사용하는 등 두 가지다. 이를 재처리라고 한다.

즉 핵연료는 방사능 물질을 배출하기 때문에 사용 후에라도 그냥 폐기할 수 없고 방사능 유출을 방지하는 특별한 처리를 해야한다. 또 농축해서 재사용하려면 이를 위한 특수한 설비가 필요하다. 이런 과정을 거치는 것을 사용후 핵연료 재처리라 한다. 사용 후 핵연료 재처리 설비는 국제사회의 엄격한 통제와 감시를 받는다. 그 이유는 재처리 설비는 곧 플루토늄과 고농축 우라늄을 만들 수 있는 설비이고, 이것은 바로 핵무기의 원료가 되기 때문이다. 재처리시설은 그러므로 평화적으로 이용한다면 매우 생산적인 설비가 되지만 무기생산에 이용되면 상상을 초월하는 파괴적인 설비가 된다. 이런 이유로 비핵화선언을 한 한국은 핵재처리시설을 갖지 않는다고 선언해 두고 있다.

핵연료를 원자로 안에서 연소시키고, 사용한 연료로부터 다시 핵연료가 될 수 있는 물질을 회수하는 사이클. 즉 우라늄, 토륨 등 핵연료를 원광석(原鑛石)으로부터 정련,추출하여 원자로에 넣어 태운 사용후 연료를 재처리함으로써 새로운 연료를 얻을 때까지의 일련의 제조공정을 말한다.

천연우라늄에는 핵분열성 물질인 우라늄 235가 0.7 %밖에 함유되어 있지 않으며, 나머지는 대부분 우라늄 238이 차지한다. 우라늄 238은 원자로 안에서 중성자를 흡수하여 핵분열성 물질인 플루토늄 239로 전환된다. 플루토늄 239는 원자폭탄의 원료로, 미래의 고속증식로용 연료로서 회수된다. 원자로에서는 우라늄 235의 성분 전량이 연소되지 않으므로 사용후 연료를 다시 농축,가공하여 원자로의 연료로 사용할 수 있다. 핵연료사이클을 완성하면 원자력 발전을 위한 안정적인 원료 수급이 가능해지는 등 경제적 효과가 크지만, 핵무기 개발 설비를 완비하는 셈도 되기 때문에 특정 국가가 핵연료 사이클을 완성하는 것은 국제사회가 꺼리는 일이 된다.

농축우라늄은 핵분열을 일으키는 우라늄235의 함유율을 인공적으로 높인 우라늄. 천연우라늄 속의 우라늄235 농도는 0.7％ 정도이므로 이것을 핵연료로 사용하려면 순도를 높여야 한다. 이를 농축이라 하고, 순도를 높이는 것은 한번의 농축으로 되는 것이 아니라, 계속 농축과정을 되풀이 하면서 단계적으로 순도를 높여나간다. 고농축 우라늄 제조법으로는 가스확산법, 원심분리법, 레이저법 등이 있으나 그 내용은 핵확산방지를 위해 엄격한 국가기밀로 통제된다.

어떤 방식이든 막대한 규모의 시설과 전력이 필요한 것으로 알려져 있다. 원자로 내에 지속적인 핵분열반응을 유지하기 위해서는 U235의 농축도가 3～5% 정도가 되어야 하며 고농축 우라늄은 일반적으로 순도 20% 이상의 우라늄을 일컫는다. 그러므로 고농축 우라늄을 보유하고 있다면 그것은 핵무기 개발 의도로 간주될 수밖에 없다.

핵무기를 가진 것을 국제사회가 공인하는 국가들을 가리키는 말. 미국 영국 프랑스 러시아 중국 등 5개국이다. 물론 실제로 이들 5개국이 어떤 기구나 모임을 만든 것은 아니다. 이 외에는 국제법상 핵무기 개발 보유가 금지돼 있다. 그러나 인도, 파키스탄, 이스라엘 등은 공식적으로 밝히거나 인정을 받지는 않지만 핵무기 보유 사실이 기정사실화 돼 있으므로 핵무기 보유국은 모두 8개 나라이다. 이외에 남아프리카공화국은 핵무기를 가졌다가 폐기했고 , 소련 해체로 독립하면서 핵무기를 보유하게된 카자흐스탄 우즈베키스탄 벨로루시는 소련군이 보유했던 핵무기를 모두 러시아에 반납하고 국제사회의 엄격한 감시 하에 있다.

핵클럽 5개국은 새로운 핵무기 보유국의 출현을 막기 위해 IAEA(국제원자력기구)를 창설, 핵무기 비보유국의 핵물질 관리실태를 점검하고 현지에서 직접 사찰할 수 있도록 했다. 또 NPT(핵확산금지조약) 등을 체결해 비핵국가의 새로운 핵무기 보유· 개발금지 등을 통해 핵개발 기회를 봉쇄하고 있다.

그러나 핵보유를 공식적으로 허용받지 못한 나라 중 일부는 핵보유에 따른 군비 불평등 구조를 비판하면서 핵무기를 보유하기 위해 끊임없는 노력을 쏟아붓고 있다.(세계 핵무기 보유국 현황)

정식 명칭은 정식명칭은 '핵무기 불확산에 관한 조약'. 조약에 규정된 5개 '핵무기국' 의 '비핵무기국'에 대한 핵무기와 그 관리 또는 핵무기 제조에 대한 원조 제공 금지, '비핵무기국'의 핵무기 제조 개발 실험 취득 등을 모두 금지하는 것을 골자로 하고 있다. 이른바 '횡적 핵확산' 즉 핵무기국 증가를 막는데 목적을 두고 있다. 이를 실현하기 위해 비행무기국은 국제원자력기구의 사찰을 받는 등의 의무를 규정하는 보장조치협정을 체결할 의무를 진다.

미국과 소련만이 핵무기를 가지고 있던 상황에서 1960년부터 프랑스, 중국 등이 핵실험을 하고, 이러한 추세가 확산될 조짐을 보이면서 핵무기 걷잡을 수 없는 확산과 이에 따른 인류 멸절의 위기감이 나타났다. 미국 · 소련이 협상을 통해 초안을 만들고 핵무기 비보유국들과 교섭을 거쳐 1968년 6월12일 유엔총회에서 이 조약에 대한 권고결의가 채택된데 이어 1970년 3월 발효됐다.

전세계 대부분 국가가 가입돼 있으나 프랑스와 중국은 미 · 소 위주의 성격에 반발해 처음부터 가입하지 않았고, 인도, 파키스탄, 이스라엘, 쿠바 등이 미가입국으로 남아있다. 한국은 1975년 4월 23일 정식 비준국이 됐다. 북한은 1985년 12월에 가입했으나 특별핵사찰 요구에 반발해 1993년 탈퇴를 선언했다가 보류했고, 다시 불거진 북한핵개발 문제로 2003년 1월 또다시 탈퇴를 선언했다.

원자력에너지의 인류복지를 위한 사용 및 제한관리를 위한 국제기구. 1953년 12월 8일 제8차 UN총회에서 아이젠하워 미대통령의 제안에서 비롯돼, 1956년 80개국의 서명을 받아 1957년 7월 29일 발족했다. 세계의 평화 · 보건 · 번영 촉진을 목적으로 원자력 에너지가 군사적 목적으로 쓰이는 것을 막기 위해

△평화적 원자력에너지의 이용 촉진
△보건안전상 기준 제시
△저개발국에 대한 기술원조 모색
△과학기술정보와 전문가의 교환
△방사능 보호시설의 설치 · 관리 등을 담당한다.

핵확산방지조약(NPT)의 규정에 따라 NPT 가입국과 보장조치협정을 맺고, 사찰, 감시, 관리 등을 담당한다. 유엔 정책사업 촉진, 유엔에 대한 사업보고 제출 등을 하지만 유엔 전문기구는 아니다. 한국은 1957년, 북한은 1974년에 각각 가입했다. 본부는 오스트리아의 빈에 있다.

핵시설 · 핵물질 보유 현황에 관한 조사활동. 핵확산금지조약(NPT) 가입국에 한하여 국제원자력기구(IAEA)에서 행한다. 임시 사찰, 통상 사찰, 특별 사찰 등 크게 세 가지로 분류된다.

임시사찰

NPT가입국이 IAEA에 신고한 핵시설과 핵물질 보유 현황 등이 실제와 맞는지를 확인하기 위해 행한다.

통상사찰

핵물질과 핵시설의 변동상황을 점검하기 위해 정기적으로 실시하는 사찰. 임시사찰 결과 조약가입국의 핵물질 및 시설 신고내용과 사찰단 조사결과가 일치할 경우에 행한다. 내용은 핵물질 재고파악, 봉인 및 감시장비 작동점검 등이며 1년에 3 ~ 4차례 실시한다.

특별사찰

임시 및 통상사찰을 통해서 핵의혹이 풀리지 않을 경우 행하는 것. 임시사찰 결과 신고내용과 실제 내용에 차이가 있음에도 불구하고 가입국이 제대로 신고하지 않은 경우, 또는 통상사찰을 통해 의심할 만한 증거를 포착한 경우에 실시해 핵개발 상황이나 핵무기 보유 여부를 가린다.
1992년 IAEA가 북한에 대해 특별사찰을 요구한 것이 그 대표적인 사례로, 이는 플루토늄 90g을 추출했다는 북한의 보고와는 달리 사찰결과 수㎏ 추출한 것으로 추정할 수 있는 증거가 나왔기 때문이다. 북한이 이에 반발, 1993년 NPT 탈퇴를 선언함으로써 이른바 1차 북한 핵위기가 발생했다.