Operation Castle

미국의 10번째 핵실험으로 미국의 역대 대기중 실험들 중에서 가장 강력한 위력을 가지게되며 폭발력 예측에 실패한 폭탄 실험으로 유명하다.

오퍼레이션 아이비의 수소폭탄 기술 실증 실험이 끝난 후, 1953년 8월 12일 소련이 세계 최초로 실용화가 가능한 건식 수소폭탄을 실험하는데 성공하자 이에 자극받은 미국도 폭격기를 통해 투하가 가능한 2F 수소폭탄 개발을 위해서 실험을 시작하게 된다. 아이비는 습식(濕式)폭탄 실험으로 핵융합과정의 필요한 수소 동위원소들을 액체형태로 보관해야 했지만 캐슬 실험은 건식(乾式)폭탄을 사용하여 냉각장치가 불필요하여 폭격기를 통한 공중수송이 가능한 비교적 크기가 작은 폭탄들의 실험이었다. 보통 캐슬 실험에서 브라보가 가장 강력한 폭발이었기에 브라보샷 하나를 위한 실험으로 대다수가 알고있지만 캐슬 실험에서 사용된 폭탄은 총 6개의 폭탄이며 폭파 목적과 종류도 다른 폭탄들이다. 실험은 브라보(Bravo), 유니언(Union), 양키(Yankee), 에코(Echo), 넥타(Nectar), 로미오(Romeo), 쿤(Koon) 이렇게 7개의 폭탄이 사용될 예정이었으나 캐슬 에코는 작전에서 취소되었다. 이 폭탄들은 쿤과 에코를 제외하고 모두 로스 앨러모스 연구소에서 에드워드 텔러-울람 디자인으로 제작하였다.[3]

오퍼레이션 캐슬의 첫번째 실험으로 미국 핵실험 역사상 가장 강한 15Mt의 폭발력으로 시작부터 섬에 자란 식물들을 모두 쓸어내버렸다. 자세한것은 브라보(핵실험)문서 참조

우리가 버섯구름 하면 떠올리는 이미지중 하나[4]
미국에 최초로 배치된 수소폭탄인 Mk.17 폭탄의 증명실험이다. 핵연료로는 천연리튬과 중수소 리튬이 사용되었으며[5] 해당 폭탄은 본래 3~5 Mt 정도로 예상했으나 브라보와 같은 이유로 3번째로 강한 11Mt 이라는 무시무시한 위력을 냈다.

본래 건식 수소폭탄이 아닌 습식 폭탄인 아이비처럼 습식 폭탄 실험이었으나 건식 실험인 브라보실험이 완벽을 넘어 초월적으로 성공하고 액체(극저온)수소 동위원소를 이용한 핵무기는 더 이상 필요가 없어져 실험이 취소되었으며 이후로 이런 습식 수소폭탄은 쓰이지 않게 되었다.

로미오와 마찬가지로 천연리튬과 중수소 리튬을 이용한 폭탄으로 1~3.5 Mt정도의 폭발력을 예상했으나 설계상 결함으로 고작 110Kt정도밖에 위력을 내지 못했다. 원래 핵융합에 참가해야할 핵물질들이 설계상 결함으로 모두 핵반응에 참가하지 않고 폭발시에 이리저리 낙진으로 흩뿌려지게 되었던것이다. 이를 피즐(Fizzle)이라고 하는데 기폭제들이 충분히 빠르게 핵반응에 참가하지 않고 느리게 참가하면서 동시에 핵반응을 일으키지 않고 먼저 닫은 앞부분만이 임계핵반응을 일으켜 바깥부분이 핵반응 없이 날아가게 되는 현상이다.

95%의 농축된 리튬6가 들어간 건식 수소폭탄으로 예상폭발력이 3~4 Mt 이었으나 실험후 6.9Mt 으로 측정되었다. 역시 폭발력에 실패하여 엄청난 낙진을 비키니섬 사방으로 흩뿌리는데 기여했다.

원래 이 실험은 습식 냉각된 중수소와 건식 40%의 농축된 리튬6가 들어간 수소 폭탄으로 아이비로 제작된 크고 아름다운 폭탄크기를 좀더 작게 무기화한 습식 TX-16/EC-16폭탄의 시험용으로 시작되었지만 역시 브라보로 인해서 아이비의 설계가 더이상 쓸모가 없어져 실험에 사용할 폭탄을 Mk.17 폭탄의 개량형인 Mk.24로 교체했으며 역대 2번째로 강한 폭발이었다.

고속중성자의 3단계 핵분열을 일으키는 실험으로 핵융합 무기가 아닌 핵분열 무기에 가까운 폭탄으로 실제로 핵반응에 리튬보다는 우라늄과 플루토늄이 더많이 참여해 수소폭탄이라고 보기엔 어렵다. 이 실험으로 탄생한 수소폭탄이 종전의 Mk.17보다 더욱 더 경량화된 수소폭탄인 Mk.15다.[7]