원자잠수함 장기간 잠항 비밀과 산소 생성 핵심 기술을 알아봅니다

안녕하세요. 오늘은 IT 전문 블로거가 여러분과 함께할 흥미로운 기술 이야기를 가져왔습니다. 평소我们经常히 알고 있는 군사 기기 중에서 특히 궁금해하시는 원자 잠수함의 작동 원리에 대해 알아보는 시간이 될 듯 합니다. 미국 해군이 전략적 타격 목표를 공격하고, 중요한 정보를 수집하며 위협을 억제하는 데 원자 잠수함을 활용합니다. 이는 육상, 공중, 심해 등 3 개 영역에서의 핵 위협에 대비하는 핵심 전략으로서’핵 삼중군’의 일부분으로 24 시간 365 일 운영됩니다.

이렇듯 원자 잠수함이 장기간 해상과 수중에서 머물 수 있는 능력의 핵심은 바로 핵 동력입니다. 이는 항공모함이 수년마다 연료 주입 없이 항해할 수 있는 기술과 동일한 원리를 따릅니다. 소량의 핵연료로도 잠수함은 수중에서 고속으로 매우 긴 기간 임무를 수행할 수 있습니다. 선상의 핵 반응로는 열을 발생시키고, 이 열이 증기 터빈을 작동시키며, 터빈이 다시 잠수함의 프로펠러를 구동합니다. 이를 통해 전방 방향으로 추진력을 얻게 되는 것입니다.

그렇다면 과거에는 어떻게 작동했을까요? 1954 년 USS 나우티러스 호에 핵 동력을 도입하기 전, 잠수함은 디젤 – 전기 엔진을 이용했습니다. 당시의 전기 모터는 수중에서 작동하지만, 배터리를 재충전해야 할 때가 있었습니다. 배터리를 충전하려면 디젤 엔진을 가동시켰으며, 디젤 엔진은 공기가 필요합니다. 따라서 잠수함은 표면으로 올라가 디젤 엔진을 가동해야 했습니다. 충전 완료 후 다시 수중으로 잠수해야 했던 과정이었습니다. 반면, 핵 잠수함은 가상의 의미에서 수년 동안 수면 노출 없이도 수중에서 머물 수 있습니다. 하지만 현재 미션 기간은 여러 달로 제한되는 것이 있습니다.

미션이 몇 달로 제한되는 이유는 인간의 한계 때문입니다. 잠수함 작전에 앞서 승무원은 90 일분 급식량을 준비합니다. 놀라운 사실은, 산소 공급이 큰 문제가 아니라는 것입니다. 몇 미터 깊은 수중에서 인간이 호흡할 공기 어디서 나옵니까? 그 답은 바로 전기분해 (Electrolysis) 과정입니다. 전류를 이용해 물을 수소는 수소와 산소로 분리하는 화학 반응입니다. 핵분열 반응이 제공한 전력을 통해 이 공정이 가능해지며, 잠수함 주변 환경은 물이 풍부해 이 공정 수행에 좋습니다.

하지만 바닷물을 그대로 전기분해하면 치명적인 염소 가스가 생성됩니다. 이는 인체에 매우 위험하므로, 바닷물은 역삼투압 (Reverse Osmosis) 과정을 통해 염분을 제거한 뒤 산소를 추출해야 합니다. 전기분해 시설은 승무원뿐만 아니라 잠수함 내부 장치에도 중요합니다. 로스앤젤레스급 공격 잠수함 같은 고年纪의 함도 디젤 엔진을 예비 발전기로 사용하며, 이 시기에 전기분해가 산소 공급을 담당합니다. 일상적인 운영 기간 중에는 핵 동력이 전력을 담당하며, 수개월 간 항해의 모든 임무를 지속합니다.

이러한 기술은 단순한 엔진 기술을 넘어, 물리와 화학의 정교한 조화가 필요합니다. 과학기술의 발전을 통해 인류는 더 깊은 심해나 먼 우주로의 탐사를 준비할 수 있습니다. 오늘 우리가 함께한 내용을 통해 군사 기술에도 이러한 정교한 과학이 숨어있음을 알게 되셨으면 좋겠습니다. 다음 시간에는 또 다른 흥미로운 IT 뉴스와 기술 이야기를 가져오겠습니다.

이 글은 BGR – Industry-Leading Insights In Tech And Entertainment의 기사를 바탕으로 작성되었습니다.