소련 최초의 원자폭탄에 기폭장치를 손수 꽂은 핵물리학자, 제2핵무기연구소의 초대 과학책임자
1949년 8월 29일, 셸킨은 조립동에서 RDS-1을 수령하는 서류에 서명하고, 플루토늄 구체에 기폭장치를 삽입한 뒤 탑의 출입문을 봉인했다. 그가 '기폭' 버튼을 누른 마지막 사람이었다.
키릴 셸킨은 연소·폭발 물리학자로서 스핀 폭굉 이론을 정립했고, 소련 원자폭탄 계획에서 결정적 실무를 맡은 인물이다. 1949년 8월 29일 세미팔라틴스크 실험장에서 그가 직접 플루토늄 구체에 기폭장치를 삽입하고 탑의 출입문을 봉인한 뒤 기폭 버튼을 눌렀다. 이후 1955년 우랄 지역에 두 번째 핵무기 설계국인 첼랴빈스크-70(현 브니이테에프)의 초대 과학책임자 겸 수석설계자로 부임하여 소련 최초로 실전배치된 열핵무기를 개발했다. 쿠르차토프, 하리톤과 함께 세 차례 사회주의노동영웅 칭호를 받았으나 1959년 연속된 심장발작으로 1960년 은퇴했다.
경력 연표
- 1935–1941소련 과학아카데미 화학물리연구소 연구원(레닌그라드)
- 1941–1942붉은 군대 자원입대, 모스크바 방어전 참전 (제7근위소총사단)
- 1944–1947화학물리연구소 실험실장 (모스크바)
- 1947–1952KB-11(아르자마스-16) 부수석설계자 겸 연구부문장
- 1952–1955KB-11 수석설계자 제1대리 겸 과학지도자 제1대리
- 1955–1960NII-1011(첼랴빈스크-70) 초대 과학지도자 겸 수석설계자
- 1960–1968모스크바 물리기술연구소(MIPT) 연소학과장·교수
관련 역사 사건
스핀 폭굉 이론과 연소물리학
셸킨은 핵무기 연구에 참여하기 전부터 연소·폭발 물리학의 기초를 닦은 선구적 연구자였다. 그의 가장 독창적인 학문적 공헌은 스핀 폭굉(spin detonation) 이론의 정립이다. 1934년, 그는 《실험 및 이론물리학 저널》에 발표한 논문에서 가연성 기체 혼합물 속에서 화염 전면이 원통형 관을 따라 나선형으로 회전하며 진행하는 현상을 기술하고 그 회전 주파수를 이론적으로 계산했다. 이는 고전적 폭굉 이론으로는 설명되지 않는 현상이었으며, 셸킨은 난류가 화염 가속에 미치는 피드백 메커니즘을 제시함으로써 연소에서 폭굉으로의 전이 과정을 규명했다.
그는 관 벽면의 인공적 거칠기가 화염 전파 속도에 미치는 영향을 체계적으로 연구하여, '셸킨의 난류 화염 영역(Shchelkin's turbulent flame zone)'이라는 개념을 학계에 남겼다. 이는 연소실 내 난류가 국소적 화염 속도를 어떻게 증폭시키는지를 설명하는 공식으로, 내연기관과 제트 엔진의 설계에 직접적 함의를 가졌다. 셸킨은 스핀 폭굉이 맥동 폭굉의 극한 사례이며, 이는 직진 폭굉 파면의 불안정성에서 기인함을 증명하고 그 발생 기준을 근사적으로 도출했다.
1946년 그가 박사학위 논문으로 제출한 『급속 연소와 기체의 스핀 폭굉』(1949년 단행본 출간)은 이 분야의 고전이 되었다. 논문 심사에는 미래의 아카데미 회원들이 대거 참여했다: 공기흡입 제트엔진 이론의 창시자 보리스 스테치킨, 이론물리학자 레프 란다우, 그리고 공기역학자 세르게이 흐리스티아노비치였다. 셸킨의 연소물리학 연구는 이후 소련 원자폭탄 계획에서 폭축(implosion) 렌즈의 내폭 파면을 정밀하게 제어하는 데 필수적인 지적 기반을 제공했으며, 그가 KB-11과 NII-1011에서 보여준 실험물리학자로서의 탁월한 직관의 뿌리가 되었다.