북핵실험 이번에도 탐지가능한가

[아시아경제 양낙규 기자]북한이 3차 핵실험 가능성을 시사함에 따라 군과 정보당국은 첩보위성 등 정보자산을 활용해 핵실험 징후 감시를 강화하고 있다. 북한은 현재 함경북도 길주군 풍계리 만탑산(해발 2200m)에 수평갱도를 뚫고 핵실험에 필요한 장비들을 설치하면서 핵실험 준비를 해온 것으로 전해지고 있다.

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북한이 핵실험여부를 팍악할 수 있는 기관은 군 외에도 기상청, 한국지질자원연구원, 항공우주연구원 등이 있다. 이들 기관은 이번주부터 비상체제에 돌입한다. 기상청은 2차 핵실험때도 가장 먼저 감지했다. 북한이 3차 핵실험을 감행한다면 이번에도 기상청이 먼저 포착할 확률이 크다.

기상청은 2011년 10월 북핵 실험을 감지하기 위해 강원도 인제, 연천, 경기 강화 3곳에 3억원씩을 투자해 지하 100m깊이에 지진 관측소를 설치했다. 관측소에 설치된 지진계는 0.25g정도만 움직여도 감지되는 진동을 1초마다 모든 방향에서 잡아낸다. 과거에는 자연지진은 기상청이, 인공지진은 한국지질자원연구원에서 담당했다. 하지만 북핵 1차실험이후 기상청이 단일화 창구 역할을 하고 있다.

기상청은 '인공지진'에너지를 잡아내는 역할을 한다. 자연지진과는 다른 에너지다. 인공지진은 일시적인 폭발로 진동이 발생해 에너지 방출시간이 매우 짧고 자연지진보다 지진계가 먼저 감지할 수 있는 P파(종파)의 진폭이 S파(횡파)보다 더 크다.

기상청에서 땅속의 지진파를 잡는다면 공중의 지진파는 한국 지질연구소가 잡아낸다. 핵폭발 때는 사람이 들을 수 없는 20㎐ 미만의 공중음파가 발생한다. 한국지질자원연구원은 강원도 고성군 간성관측소에서 설치된 음파측정기를 가동시켜 '공중음파'를 측정한다. 공중음파는 폭발물이 터질때 발생하는 것으로 자연지진때는 발생하지 않는다. 공중음파가 감지될 경우 인공지진일 가능성이 높다는 것이다.

핵실험여부를 가장 확실하게 잡기위해서는 핵실험후 공중에 떠 다니는 소량의 불활성 방사성 기체인 제논과 크립톤 등을 포착하는 것이다.핵연료 재처리 때도 발생하는 크립톤보다는 제논이 더 결정적인 증거(smoking gun)로 활용된다. 이 작업은 한국원자력안전기술원이 나선다.

원자력안전기술원은 북한이 1차 핵실험을 실시한 2006년 10월이후 '사우나(SAUNA)'를 도입했다. 이 장치는 핵실험 뒤 공기중으로 새어나온 크세논과 크립톤을 탐지한다. 북한이 핵실험을 한다면 방사선 입자들은 3~4일동안 한반도 상공을 떠돈다.

우리나라는 고정식(2대), 이동식(1대) 제논탐지 장비인 사우나(SAUNA)는 동ㆍ서해안 등에서 운용하고 있다. 제논과 크립톤을 탐지하는 장비는 고정식(1대), 이동식(1대)로 중부지역에서 가동할 채비를 갖추고 있다.2006년 1차 핵실험 이후 설치된 이들 장비는 핵실험 2~4일 후 방사능을 탐지하는 능력을 갖춘 것으로 평가되고 있다.

북핵 전문가는 "우리나라는 북한의 1차 핵실험 때 스웨덴 장비를 임대해 방사능 포집해 성공했고 1개월 후 캐나다 관측소에서도 제논을 탐지했다"면서 "다만 2차 핵실험 때는 우리가 장비를 독자적으로 운용했으나 탐지하지 못했다"고 말했다.

하지만 일부 전문가들은 북한이 3차 핵실험용 수평 갱도를 더욱 견고하게 만들었다면 공중음파나 방사능핵종으로 탐지하기 어려울 것이라고 지적하고 있다. 북한은 길주군 풍계리 만탑산 중턱의 동쪽에 1번 갱도를, 서쪽과 남쪽에 각각 2, 3번 갱도를 뚫은 것으로 알려지고 있다. 이 중 1차 핵실험에 이용된 1번 갱도는 폐쇄한 것으로 전해졌다.

북핵 문제에 정통한 소식통들에 따르면 북한의 지하 핵실험은 ▲갱도굴착 ▲핵무기ㆍ측정장비 설치 ▲케이블 연결 및 갱도 되메우기 ▲핵실험 실시 등의 절차로 진행된다. 갱도굴착 단계에선 굴착용 장비와 자재가 반입되고 갱도 굴착 활동이 포착되며, 갱도 입구에 위장막과 함께 경계철책, 검문소 등이 설치된다.

핵무기ㆍ측정장비 설치 단계로 가면 핵무기가 운반, 조립되고 방사능 측정과 지진파 탐지 등의 각종 계측장비가 반입되어 설치된다. 또 수백ｍ에서 수㎞에 달하는 연결용 케이블도 준비된다. 케이블 연결 및 갱도 되메우기는 핵실험을 실시하기 직전 단계로 계측 장비와 지상 통제소 간 통신 케이블이 연결되고 흙과 자갈, 모래, 석고, 콘크리트 등으로 갱도 입구가 봉쇄된다.

군의 한 관계자는 "핵실험 준비의 최종 단계로 볼 수 있는 정황은 장비와 인력의 출입 통로를 남겨 놓고 갱도를 메우는 작업을 하는 것"이라면서 "풍계리 핵실험장의 구체적인 정황은 구체적으로 확인해 줄 수 없다"고 밝혔다.