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북한 핵지문 찾아라…일본 포함한 각국 핵 CSI 총동원령 내려

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일본을 비롯한 각국 정부가 북한 핵실험 증거물 찾기에 바쁘다.

일본 방위성은 대기의 먼지를 포집한 뒤 방사성물질의 농도를 파악하기 위해 지난 6일 항공자위대 연습기 T4 3대를 발진시켰다. T4에는 방사성물질 포집을 위한 유선형 용기(포집 포드)가 장착돼 있다.

7일부터는 항공자위대의 C130 수송기로 상공의 공기를 채취해 핵실험 때 대기 중에서 증가하는 희소 가스를 조사한다.


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일본 원자력규제청은 “북한의 수소탄 실험 발표 이후 방사선량에 별다른 변화가 파악되지 않았다”고 밝혔다. 한국 정부도 북한 핵실험 증거물 찾기에 적극적으로 나서고 있다.

기상청에 따르면, 북한 풍계리 핵실험장 인근에 서풍이 불고 있어 방사성 핵물질은 일본으로 향할 가능성이 높다. 일본이 핵실험 부산물인 방사성 물질을 찾아낼 확률이 높다는 얘기다.

방사성 핵물질을 찾아내 분석하는 과정은 미드 CSI 과학수사대와 닮았다. 핵실험을 진행하면 일종의 ‘핵(核) 지문’이 남는데 이를 확보할 경우 실험 규모와 방법 등을 대략적으로 추정할 수 있는 것이다.

한국은 핵물질 CSI(Crime Scene Investigation) 분야에서 선진국 중 하나다. 한국원자력연구원은 국제원자력기구(IAEA) ‘사찰시료 분석실험실 네트워크’ 입자분석 분야에 지난해 가입 승인을 얻었다. 사찰시료 분석실험실 네트워크에는 미국·프랑스·일본 등 9개국 17개 기관만이 가입돼 있다.

앞서 한국원자력연구원은 지난 2012년 우라늄과 플루토늄 등 핵활동 여부를 판별하는 총량분석 네트워크에 가입한 바 있다. 이후 3년 만에 입자분석 네트워크 가입 승인을 얻은 것이다.

총량분석이 몸 전체를 들여다보는 ‘X선 촬영장치’라면 입자분석은 ‘자기공명영상장치(MRI)’에 비유할 수 있다. 입자분석은 1조분의 1g 수준의 핵물질에 대해 분석할 수 있는 기술로 원자력 연구 분야에서도 첨단으로 꼽힌다. 핵실험으로 인해 발생한 물질을 포집하는데 성공한다면 이를 각각의 입자별로 분석할 수 있다는 얘기다.

하지만 북한의 경우 입자 포획이 쉽지 않다.

우선 풍계리 핵실험장에 접근할 수 없어 실험장 주변 땅에서 ‘핵 지문’을 채취하는 게 불가능하다. 일본이 비행기를 띄운 건 공중에 떠다니는 방사성물질을 포획하기 위한 것이다.
 
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한국원자력연구원 연제원 원자력화학연구부장은 “입자분석 성공 여부는 시료에 따라 크게 달라지는데 기체보다 고체 형태 시료가 성공 가능성이 높다”고 말했다.

입자분석에 성공한다면 어떤 정보를 확인할 수 있을까.

채취한 시료에서 제논 등 핵물질의 구성 여부를 밝히면 핵실험에 사용된 물질을 확인할 수 있다. 일반적으로 시료에서 제논 함량이 높다면 플루토늄을 활용했을 가능성이 크다. 폭발규모도 추정할 수 있다.

강기헌 기자 emckk@joongang.co.kr
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