北 핵실험 어떻게 탐지하나

북한이 3일 예고한 대로 어느 시점에서 핵실험을 감행한다면 우리 당국은 어떤 방법으로 이를 탐지해낼 수 있을까.

북한 외무성은 이날 성명을 통해 “앞으로 안정성이 철저히 담보된 핵시험(실험)을 하게된다”고 주장했다.

북한의 핵실험 여부를 감지해 내는 수단으로는 지진 탐지 장비와 공중음파 탐지 장비, 미국의 위성과 정찰기 등이 꼽힌다.

전문가들은 휴전선에서 200km 이상 떨어져 있는 북한의 산악지역에서 핵실험을 하면 이를 분석하는데 시간이 다소 소요될 뿐 핵실험 여부를 가려내는데 문제가 없다고 주장하고 있다.

지하 핵실험이 실시되면 그 진폭과 지진파는 매우 흡사하지만 핵실험에 따른 파동을 구분해낼 수 있는 기술과 장비를 갖추고 있다는 것이다.

한반도 전역에서 발생하는 지진을 감지, 분석하는 업무를 전문으로 하는 곳은 과학기술부 산하 한국지질자원연구원 지진연구센터다.

지질자원연구원은 원주관측소와 경주 효동리, 홍성, 지리산 종합관측소 등 전국에 30여개의 지진관측소를 운용하고 있다. 원주관측소는 한반도 주변에서 다이너마이트 300t 이상 규모의 인공폭발이 있으면 오스트리아 빈의 유엔 국제자료센터(IDC)에 보고하도록 돼 있다.

이 연구원은 1996년 유엔으로부터 포괄적 핵실험금지 조약(CTBT)에 따른 국가자료센터(NDC)로 지정된 곳으로 원주관측소에서 핵실험 관측 업무를 수행하고 있는 것.

지질자원연구원은 최근에는 북한의 핵실험 여부를 밀착 감시하기 위해 휴전선 인근에 최전방 관측소를 설치해 운영하고 있다.

이들 관측소에서는 지진을 비롯한 핵실험 여파에 따른 진폭을 놓치지 않고 탐지할 수 있다.

육군에서 파견된 병사 6명이 24시간 감시업무를 하고 있으며 연구원 소속 전문가들도 최근 들어 밀착감시에 투입되고 있다.

북한이 지하 1km에서 핵실험을 한다면 높은 진폭의 지진파가 발생한다. 플루토늄을 이용한 핵무기 실험이라면 진도 3.8~4.5 정도의 지진파를 낼 수 있다는 게 전문가들의 설명이다.

물론 이런 규모의 지진파가 지진 또는 ’인공폭발’에 의한 것인지를 구별하기 위한 기술적 분석에는 시간이 필요하다.

관측소로부터 50~60km 거리에서 핵실험이 이뤄진다면 수분 내 구별할 수 있지만 200km 이상 떨어졌다면 상황은 다르다. 여러 장비에 나타난 데이터를 분석해 핵실험 여부를 가려내는데 2~3시간이 걸린다는 것.

정보당국은 이미 1990년대부터 함북 길주군을 비롯한 자강도 하갑, 평안북도 천마산 등 여러 곳을 지하 핵실험 장소로 적합한 곳으로 지목하고 감시를 하고 있는 것으로 알려졌다. 하지만 북한 전역에 산재한 폐광에서도 지하 핵실험이 실시될 가능성이 있기 때문에 감시 범위는 사실상 북한전역으로 확대됐다.

또 확률은 그리 높지 않지만 북한이 농축우라늄을 이용해 지상에서 핵실험을 한다고 해도 대기를 타고 전파되는 저주파(5Hz 이하)를 분석해 파악할 수 있는 것으로 알려졌다.

지질자원연구원의 지진연구센터를 비롯해 철원, 간성관측소에서는 공중음파를 감지할 수 있는 장비를 보유하고 있으며 한국원자력안전기술원에서도 전국 37곳에 설치된 무인 환경방사선감지기를 이용해 방사능 물질을 감지할 수 있는 것으로 전해졌다.

하지만 북한이 지상에서 핵실험을 한다면 통신감청을 비롯한 미국의 KH-11 군사위성과 RC-135, EP-3 정찰기 등을 이용해 초기부터 움직임을 포착할 수 있다.

지하 핵시설과 지상으로 연결되는 전력 케이블과 통신 케이블 등을 위성으로 촬영할 수 있다는 것이다.

정찰기는 실제로 지하에서 핵실험을 하게 되면 공중으로 방출되는 대기가스 성분을 이용해 방사능을 측정하는 첨단 장비를 갖추고 있다./연합

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