北 핵실험 어떻게 탐지하나

북한이 핵실험을 실시하면 우리나라에서는 인공지진파 및 공중음파 관측과 함께 방사능 핵종을 탐지해 핵실험 여부를 파악한다.

가장 먼저 기상청, 한국지질자원연구원 등 여러 기관이 운영하고 있는 171곳의 지진관측소에서 지진파를 탐지해 북한의 핵실험 여부를 추정한다. 5곳 이상의 관측소에서 인공지진파를 탐지하면 컴퓨터가 자동으로 위치를 계산해 지도상에 나타낸다.

기상청은 12일 오전 11시 58분 39초에 속초 지진관측소에서 가장 먼저 지진파가 탐지됐다고 밝혔다. 이어 서화, 화천, 인제, 주문진, 철원 등의 관측소에 차례로 진동이 도달해 제주까지 남한 전역의 관측소에서 지진파를 탐지했다.

지진은 발생 원인에 따라 지구 내부의 급격한 지각 변동에 의해 발생하는 자연지진과 지하의 화약 폭발 및 핵실험 등에 의한 인공지진으로 구별된다. 자연지진의 경우 지진계에 가장 먼저 기록되는 파형인 P파보다 나중에 도달하는 S파의 진폭이 상대적으로 크지만 인공지진은 P파의 진폭이 S파보다 크다. 그러나 실제로는 진동이 지각을 통과해오는 과정에서 파형이 교란돼 면밀한 분석이 필요하다.

이날 규모 4.9의 인공지진이 관측됐는데 인공지진으로 이 정도 규모가 나올 수 있는 폭발력은 핵실험이 거의 유일하다. 홍태경 연세대 지구시스템학과 교수는 “규모 4.9의 지진은 다이너마이트 약 6000~7000t을 한꺼번에 터뜨려야 가능한 수준이기 때문에 핵실험에 의한 지진으로 보는 것이 현실적으로 타당하다”고 설명했다.

핵실험이 실시되면 폭발로 인해 사람이 들을 수 없는 20㎐ 미만의 공중음파도 뒤따른다. 한국지질자원연구원 산하 강원 간성 음파관측소에서 낮 12시 16분 22초 북한 핵실험에 의한 것으로 추정되는 음파가 관측됐다.

최종적으로 핵실험 여부를 확실히 파악하려면 핵폭발 시 암반 균열 등을 통해 외부로 유출되는 제논과 크립톤 등 방사능 핵종을 탐지해야 한다. 이 중 사용 후 핵연료 재처리 때에도 발생하는 크립톤보다 제논을 핵실험의 결정적인 증거로 삼는다.

현재 우리나라는 고정식 2대, 이동식 1대의 제논 탐지장비를 동·서해안 등에서 운용하고 있다. 우리나라는 북한의 1차 핵실험 당시 스웨덴 장비를 임대해 방사능 포집에 성공했다. 그러나 2차 핵실험 때는 장비를 독자적으로 운용하고도 탐지하지 못했다.

신진호 기자 sayho@seoul.co.kr