북한이 3차 핵실험을 강행한 가운데 핵폭탄의 원료를 어떻게 가려낼 수 있을지에 관심이 쏠리고 있다.

13일 KINS(원자력안전기술원)에 따르면 동해안에 방사성 물질인 제논(Xe)과 크립톤(Kr)을 탐지하기 위한 이동식 포집기를 탑재한 배를 띄워 대기 포집을 진행하고 있다.

포집이 끝나면 KINS로 옮겨져 북한의 3차 핵실험 원료가 플루토늄인지, 우라늄인지를 분석하게 된다.

방사성 원소인 우라늄(U235)이 핵분열을 일으키면 방사능 핵종인 제논과 크립톤 등의 기체를 공기 중에 내보낸다.

핵분열 당시 크립톤(Kr)85의 경우 우라늄에서는 1.31%, 플루토늄에서는 0.588%의 비율로 우라늄 원료에서 더 높게 나타난다.

제논(Xe)의 경우에는 Xe133과 Xe135 모두 플루토늄 원료에서의 비율이 각각 6.99%, 7.38%로 우라늄 원료(6.6%, 6.62%)보다 높은 비중을 차지한다.

즉 크립톤의 비율이 높으면 우라늄 폭탄, 제논의 비율이 높으면 플루토늄 폭탄으로 추정할 수 있지만 크립톤은 방사성 농도가 매우 옅고 분석하기도 어려워 탐지하기가 쉽지 않다.

사실상 제논에 대한 분석을 통해 원료를 파악하게 되는데, 제논 역시 Xe135의 경우 반감기가 9시간으로 짧고 대기 중으로 퍼지는 성질이 있어 포집하기가 쉽지 않다.

방사성 농도가 시간에 따라 옅어지는 것을 고려해 포집 후에는 핵폭발이 일어났을 당시를 가정해 원소의 비율을 추정, 분석하게 된다.

대기가 불안정할 경우에는 방사성 물질이 포함된 기체의 위치가 높고 대기가 안정적일 경우에는 위치가 낮은데 공중에서는 미국 정찰기, 지상에서는 이동식 탐지기를 실은 함정을 이용해 대기를 포집하게 된다.

성공 여부는 탐지 위치, 풍향, 풍속, 방사능 농도에 따라 좌우된다.

2009년 북한의 2차 핵실험 때는 제논을 탐지하지 못했다.

임만성 KAIST 원자력 및 양자공학과 교수는 “제논과 크립톤 등 방사능 핵종들은 워낙 극미량인데다 대기 중으로 확산하는 성질이 있어 탐지하기가 쉽지 않다”면서 “반감기가 지남에 따라 방사능 핵종이 어떻게 줄어드는지를 보고 원료를 파악할 수 있다”고 설명했다.

연합뉴스