3차 실험때보다 지진규모 작아… 軍 “수소폭탄 아니다”

[北 4차 핵실험]수소폭탄 맞나

“인공지진파 감지” 6일 오후 서울 동작구 여의대방로 기상청 국가지진화산센터에서 고윤화 기상청장이 북한의 4차 핵실험 결과 감지된 인공지진파를 살펴보고 있다. 변영욱 기자 cut@donga.com

군 당국은 6일 오전 북한이 실시한 4차 핵실험이 수소폭탄 실험일 가능성은 사실상 없다고 보고 있다. 수소폭탄 실험은 일반 원자폭탄에 비해 파괴력이 수백 배가량 높은데 이번 핵실험 지진 규모는 원자폭탄 실험이었던 3차 핵실험 때보다 오히려 작았다. 이 때문에 원자폭탄과 수소폭탄 중간 단계로 원자폭탄보다 수배에서 수십 배 파괴력이 높은 ‘증폭핵분열탄’ 실험일 가능성이 제기되고 있다. 수소폭탄 실험인지의 최종 판단은 통상 3∼4일이 걸리는 방사성물질 분석을 통해 이뤄진다.

신진수 한국지질자원연구원 국토지질연구본부장은 6일 오후 긴급기자간담회를 열어 “진앙에서 307km 떨어진 강원 간성관측소에서 오전 10시 30분 45초 지진파를 처음 감지했다”며 “지진파 분석 결과 2013년 2월 3차 핵실험보다 규모는 약간 작고, 파장은 거의 흡사한 것으로 드러나 핵실험일 가능성이 매우 큰 것으로 결론 내렸다”고 말했다.

특히 자연 지진과 달리 진원지에서 핵실험 등에 의해 큰 폭발이 일어날 때는 음압(音壓) 변화가 두드러지는데, 이번에도 음압 변화가 명백하게 포착됐다. 인공지진 규모는 리히터 4.8로 계측됐다. 3차 핵실험 당시 4.9보다 조금 작다. 다이너마이트(TNT) 6000∼7000t을 한꺼번에 터뜨린 정도의 위력이지만 3차 핵실험에 비하면 오히려 1000∼2000t 작다.

신 본부장은 “지진파 분석만으로는 폭탄의 종류를 구별하기 어렵다”면서도 “보통 수소폭탄은 일반 원자폭탄에 비해 훨씬 강한 파괴력을 보이는 만큼 이번 핵실험을 수소폭탄으로 단정하기는 어려울 것 같다”고 밝혔다.

북한은 수소폭탄 실험에 성공했다고 주장하고 있지만 국내 전문가들은 핵실험 위력이 터무니없이 낮다는 점을 들어 수소폭탄 전 단계인 증폭핵분열탄 개발에 성공했을 가능성을 제시했다. 미국 러시아 등도 수소폭탄 실험을 무인도 등 외딴 곳에서 했다는 것이다.

증폭핵분열탄은 원자폭탄 내부에 이중수소와 삼중수소, 또는 리튬을 넣어 폭발력을 높인 핵무기다. 여기서 기술을 한 단계 더 높여 수소가 합쳐져 헬륨이 되면 강한 에너지를 내는 수소폭탄이 된다. 이 때문에 증폭핵분열탄은 수소폭탄 이전 단계 폭탄으로 불린다. 황주호 경희대 원자력공학과 교수는 “수소폭탄은 폭발력이 메가톤(Mt·1Mt은 TNT 100만 t 위력) 정도로 강해 폭발력만으로 쉽게 알 수 있지만 이번 핵실험 폭발력은 수소폭탄 위력에 현저히 못 미친다”며 “우라늄과 플루토늄을 쓴 증폭핵분열탄일 가능성이 있다”고 밝혔다.

세계 핵 전문가들도 북한의 수소폭탄 실험 성공 발표에 대해 “믿기 힘들다”는 반응을 보였다. 미국 싱크탱크인 랜드연구소의 브루스 베넷 선임연구원은 “이번 무기는 미국이 일본 히로시마에 떨어뜨린 원자폭탄의 위력과 비슷했다”며 “(핵융합 무기인 수소폭탄이 아니라) 핵분열 기술이 적용된 폭탄”이라고 영국 BBC방송과의 인터뷰에서 밝혔다. 북한의 실험 실패 가능성도 거론했다.

중국의 군사평론가 류창(劉暢) 씨도 “미국과 옛 소련, 중국의 첫 수소폭탄 실험 폭발력은 첫 원자폭탄 실험과 비교해 최소 165배 증가했다”며 “이는 이번 북한의 실험이 실패로 끝났거나 수소폭탄 실험이 아니라는 사실을 말해준다”고 홍콩 펑황왕(鳳凰網)과의 인터뷰에서 밝혔다.

전문가들은 원자폭탄의 위력을 증강시키려는 시도가 있었던 사실 자체는 인정하며 경계를 늦추지 않았다. 베넷 연구원은 “핵무기를 개발하는 나라들은 그 개발 과정에서 더 큰 파괴력을 내는 증강 작업을 한다”며 “북한 김정은도 이런 실험을 하고서는 수소폭탄을 개발했다고 주장하는 것일 수 있다”고 말했다.

한편 북한의 주장대로 수소폭탄 실험을 했다면 공기 중에서 방사성 제논 대신 삼중수소가 결합한 헬륨이 검출돼야 한다. 황 교수는 “기체 상태의 헬륨은 매우 가벼워서 공기 중에서 날아가 버리는 만큼 포집이 힘들다”고 말했다.

대전=전승민 동아사이언스 기자 enhanced@donga.com·허진석·손효주 기자