[北 3차 핵실험 강행] 지진파·공중음파로 즉각 감지… 방사능핵종 분석은 2∼4일 걸려

핵실험 탐지 기술은 크게 지진파와 공중음파, 방사성핵종 탐지, 수중음파 등 4가지로 분류된다. 국내에는 수중음파를 제외한 3가지 탐지체제를 갖추고 있다.

12일 단행된 북한의 3차 핵실험도 지진파와 공중음파 관측을 통행 국내에서 즉각 탐지됐다. 기상청과 대전 지질자원연구원 지진연구센터에 따르면 이날 오전 11시57분50초쯤 함경북도 길주군에서 규모 4.9의 인공지진이 감지됐다. 위치는 2차 핵실험 장소였던 풍계리 인근인 것으로 추정됐다.

지진계에 잡힌 파형의 특징이 전형적 인공 지진이었다. 다만 진도 규모로 볼 때 수소폭탄일 가능성은 낮은 것으로 기상청은 분석했다. 수소폭탄의 위력을 가지려면 진도 규모가 6을 넘어야 한다. 2006년 1차 핵실험 때는 규모 3.9, 2009년 2차 핵실험 때는 규모 4.4의 인공지진파가 탐지됐다.

약 19분 후엔 공중음파도 탐지됐다. 낮 12시16분30초쯤 강원도 고성군 간성면 공중음파 관측소로 공중음파(20㎐ 이하 저주파수 음파)가 도착했다.

지진파와 공중음파가 함께 탐지됐다면 핵실험과 같은 인공지진에 의한 것으로 볼 수 있다.

정부는 이날 곧바로 방사능핵종 포집·분석 작업에 착수했다. 통상 2∼4일 걸리는 분석 결과가 나오면 핵실험 여부가 보다 분명해진다. 암반균열 등을 통해 외부로 유출되는 제논(Xe)과 크립톤(Kr) 등 방사능물질이 포착되면 핵실험 증거로 간주된다. 특히 크립톤보다 제논이 더 ‘결정적 증거(smoking gun)’로 활용된다. 크립톤은 사용후 핵연료 재처리 때도 발생하기 때문이다.

제논을 분석하면 플루토늄탄 혹은 우라늄탄 사용 여부를 확인할 수 있다. 핵실험 시 방출되는 제논의 4가지 핵종(Xe131m, Xe133, Xe133m, Xe135)은 상대적 존재 비율에 따라 우라늄탄인지 플루토늄탄인지 구별이 가능하다.

다만 바람의 방향에 따라 방사성물질이 북한으로 흘러들어 갈 경우 감지하기가 어렵고, 제논의 반감기(9시간∼12일)가 짧아 포집이 쉽지 않은 게 문제다. 북한의 2차 핵실험 때도 방사능 핵종을 탐지하지 못했다.

민태원 기자 twmin@kmib.co.kr