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제5차 핵실험 전망과 대응방안

작성자: nkorea

조회: 17169 등록일: 2016-08-24

제5차 핵실험 전망과 대응방안    <o:p></o:p>이춘근(과학기술정책연구원 선임연구위원) 4차에 걸친 핵실험으로 북한 핵무기의 폭발 위력이 커지면서 수소폭탄이 언급되었고, 탄두 소형화와 고체엔진, 고각발사와 잠수함발사 탄도미사일(SLBM) 등이 현실화하고 있다. 여기에 제5차 핵실험이 가해진다면, 우리가 대응하기에 상당히 난감한 상황이 된다. 본 글에서는 지난 4차 핵실험을 토대로 북한의 핵기술 발전을 분석하고 제5차 핵실험 전망과 대응방안을 논의해 본다.   핵실험과 북한 핵기술의 발전  최근 미국 존스홉킨스대학이 운영하는 ‘38노스(North)’에서 북한 풍계리 핵실험장의 이상 활동을 파악해 보도하였다. 북한이 제5차 핵실험을 감행할 가능성이 보인다는 것이다. 이러한 동향은 금년초부터 가속화된 북한의 다양한 핵·미사일 실험들과 어우러져 우리에게 커다란 위협이 되고 있다. 북한은 이미 헌법에 핵보유를 명시하였고, 올 5월에 개최한 제7차 당대회에서는 핵무기와 경제 병진노선을 지속적으로 추진할 것임을 밝혔다. 이의 일환으로 감행하고 있는 일련의 전략무기 실험들은, 명실상부한 북한의 최고 권력자로 등극한 김정은이 이를 총괄하면서 자신의 주요 업적으로 삼고 있다는 것을 보여 준다. 따라서 김정은의 통치기간에 이 노선이 바뀌기는 극히 어려울 것이다. <그림 1>은 핵실험의 목적과 절차를 나타낸 것이다. 핵실험은 국방 수요와 과학적 성과를 토대로 목표와 실험장치, 방법을 설계하고, 폭발실험후의 계측과 분석을 통해 결과를 피드백하면서 수행한다. 성과가 미진하면 개량형을 만들어 추가로 실험하고, 충분하면 다음 단계로 넘어간다. 핵실험의 기저에는 축적된 기초과학이 깔려 있다. 원자물리와 수학, 역학 등이 그것이다. 이를 토대로 핵장치를 설계하고 제작하는 과정에서 핵공학, 화학공학, 금속공학, 전자공학, 기계공학 등이 가세한다. 지하핵실험을 할 때에는 지질학과 토목공학, 발파공학 등이 필요하며, 측정과 평가 시에는 다시 물리학과 환경공학 등의 지식이 필요하다. 이를 토대로 북한의 발표를 되짚어 볼 수 있다. 북한은 제1차 핵실험에서 폭발 실험, 제2차에서는 위력 개선, 제3차에서는 소형화와 경량화, 제4차에서는 수소폭탄이라고 주장하였다. 이를 액면 그대로 받아들인다면, 제3차까지의 실험에서 미사일 탑재가 가능한 전술핵무기 개발에 성공했으니, 이제는 탄두 위력을 대폭 강화한 전략핵무기 개발로 전환한다는 의미로 볼 수 있다.  북한의 제4차 핵실험과 핵능력 북한이 수소폭탄을 실험했다고 했으나, 지진파로 분석한 폭발위력이 너무 작다. 국방부는 6kt이라고 했고, 실험장 매질을 고려해 범위를 넓혀도 6~12kt 정도에 불과하다. 제3차 핵실험에 비해 위력 증가가 거의 없고 지진파 파형도 유사하니, 강화형 핵무기 실험에 성공했다고 보기도 어렵다. 이를 몇 가지로 해석할 수는 있다. ①강화형이 아닌 일반 핵무기이거나, ②강화형 핵무기를 실험했으나 기폭부분인 원자폭탄만 폭발하고 핵융합이 거의 일어나지 않았거나, ③개발된 원자폭탄 위력을 줄이고(또는 제2차 핵실험에 사용된 것과 같은 소위력 원자폭탄을 사용하고) 부분 핵융합을 해서 최종 위력이 제3차와 비슷했거나, ④실험장 기폭실에 동공 등을 만들어 지진파 규모를 인위적으로 낮추었거나 하는 경우이다. 필자는 북한이 ‘소형화’된 시험용 수소폭탄이라고 발표한 점을 들어, 2번째의 경우라고 생각한다. 구 소련의 사례와 같이, 소형화에 유리한 중수소화리튬6(Li6D)를 사용하면서 보다 개선된 폭탄을 실험했다는 것이다. 북한이 2000년대 초부터 Li6 분리 농축과 바닷물에서의 중수 생산을 연구해 왔으므로, 이제 생산에 성공했다고 볼 수 있다. 다만, Li6D를 단독으로 사용한 폭탄은 부분적으로라도 삼중수소(T)를 넣은 것에 비해 핵융합 반응이 어려운데, 북한이 이에 도달하지 못한 것이다. 일부 언론이 보도한 바와 같이, 북한이 핵실험 직전에 주변에서의 인력 이동을 통제한 것과, 이번 실험을 지금까지의 실험중 가장 높은 산, 즉 기폭실 깊이가 700m 이상으로 가장 깊은 곳에서 수행했다는 점도 이런 생각을 뒷받침해 준다. 북한이 실제로 이번 핵무기의 위력이 상당히 크다고 확신하고 대비를 철저히 했으나, 그 위력이 기대에 미치지 못했다는 것이다. 그렇다고 이를 무조건 실패했다고 보기도 어렵다. 이번에 강화형 핵무기를 실험했다면, 북한이 이미 Li6D 등의 개량된 핵융합 물질 생산에 성공했다는 것을 보여 준다. Li6와 D는 우라늄(U235)에 비해 분리가 쉽고 반응성도 좋으니, 생산에 성공했다고 보는 것이 자연스럽다. 중국의 사례와 같이, 제3차 핵실험 이후 핵무기 개발인력의 상당수도 수소폭탄 개발로 전환했을 것이다. 따라서 그동안 수소폭탄 관련 이론 연구와 실험 기법에서도 상당한 진전이 있었을 것이다. 이 때 주목할 점은 “강화형 핵무기 등의 핵무기 현대화를 위한 핵실험은 수평갱도를 이용하는 방법이 가장 유리하다”는 것이다. 수평갱도 지하핵실험에서는 핵장치를 넓은 기폭실 내에 설치한 후, 필요한 측정장치들을 기폭장치 외벽에 부착하거나 진공, 비진공 측정관을 통해 부속터널로 이끌어서 설치할 수 있다. 고에너지 연구의 중요한 영역인 이른바 근거리물리를 핵무기 현대화에 적극적으로 활용할 수 있는 것이다.  전문은 월간 북한 2016년 9월호에서 보실 수 있습니다.


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