공기중 미량의 불활성기체…핵실험 원료, 폭발 효율 등 정보 담겨과거 5차례는 유용한 정보 얻는 데 실패

원자력안전위원회와 한국원자력안전기술원(KINS)은 4일 정오께 이동식 장비를 이용해 방사성 제논(Xe) 포집에 착수할 예정이라고 밝혔다.

원안위와 KINS는 방사성 제논의 최적 포집 시간과 위치를 파악하기 위해 북한 핵실험 지역의 기류를 분석한 결과 동해안으로 기류 일부가 유입될 것으로 예상됨에 따라 포집 시간을 이렇게 결정했다고 설명했다.

이는 전날 이뤄진 북한의 6차 핵실험에 대한 기초 데이터를 수집하기 위한 것이다.

원안위와 킨스는 이동식 제논 포집 장치로 동해상에서 12시간에 걸쳐 시료를 포집한 후 전처리와 분석 과정을 거쳐 이르면 6일 오전에 결과를 알 수 있을 것이라고 설명했다.

원안위와 KINS는 이에 앞서 핵실험 당일인 3일 오후 8시 40분부터 이동식 장비를 이용해 세슘, 바륨 등 입자성 핵종 포집도 시작했다.

원소번호 54인 제논은 평상시에 공기 중에 미량이 존재하는 불활성 기체로, 동위원소의 원자량은 124∼136로 다양하다. 이 중 원자량 125, 127, 133, 135인 네 종류의 제논 동위원소는 자연상태에서 발견되지 않으므로, 이런 인공동위원소들이 탐지되면 핵실험이 있었다는 증거가 된다.

핵실험 후 공기 중 제논 동위원소들의 구성 비율을 분석하는 데 성공하면 구체적인 핵폭탄 제조 방식이나 기술에 관한 정보를 얻을 수 있는 경우가 있다. 우라늄·플루토늄 등 어떤 원료를 썼는지, 단순 원자폭탄(핵분열탄), 증폭핵분열탄·수소폭탄(열핵폭탄) 등 종류, 폭발 당시의 효율 등이 이런 정보에 해당한다.

그러나 핵실험으로 나오는 방사정 제논의 반감기가 짧은데다가 불활성 기체여서 포집하기가 까다로워 유용한 정보가 나오지 않는 사례가 많다.

특히 1963년 주요국들이 서명·비준한 부분적핵실험금지조약(PTBT)이 발효된 후에는 거의 모든 핵실험이 지하에서 이뤄지며 방사성물질이 새어나가지 못하도록 막아 두기 때문에 의미 있는 정보를 얻기 힘든 경우가 많다.

원안위와 KINS는 과거 5차례 북한 핵실험 후에도 방사성 제논 포집을 시도했으나, 유용한 정보를 얻지는 못했다. 1∼3차, 5차 핵실험에서는 국내에서 방사성 제논이 검출되지 않았으며, 4차 핵실험에서는 한 종의 동위원소가 탐지됐으나 양이 너무 적어 유의미한 분석결과가 나오지는 않았다.

연합뉴스