북한이 3차 핵 실험을 전격 예고한 가운데 국내에서 핵 실험의 징후를 어떻게 알 수 있을 지에 관심이 쏠리고 있다.
29일 한국지질자원연구원에 따르면 북한 핵 실험에 대비해 원내 국가자료센터(National Data Center)에서 24시간 지진 관측 상황실을 가동하고 있다.
안보 등을 이유로 일반에는 공개하지 않고 있지만, 비상 상황이 발생할 때 정부 직속기관에 즉각 보고하게 된다.
핵 실험 감시 기술은 크게 지진파, 공중 음파, 수중 음파, 방사성 핵종 탐지 기술 등 4가지로 나뉘는데, 지질연은 지진파와 공중 음파를 이용해 핵 실험 여부를 분석하고 있다.
우선 핵 실험에 의해 발생하는 지진파는 자연 지진과 달리 에너지 방출 시간이 짧아 S파에 비해 P파가 우세하기 때문에, 지진파형으로 자연 지진과 인공 지진을 구분할 수 있다.
실제 핵 실험으로 인공 지진이 발생하면 국내 26개의 관측소가 모여있는 원주 KSRS 지진관측망에서 실시간으로 지진파를 감지하게 된다.
원주 지진관측망은 1960년대 말 냉전 시대 미국이 구소련과 중국의 핵 실험을 관측하기 위해 설치한 관측소로, 1996년부터 지질연에서 관리, 운영해오고 있다. 세계에서 미국 다음으로 규모가 큰 관측소다.
실제 2009년 5월 북한의 2차 핵 실험에서 발생한 지진파의 초동은 핵 실험 발생 순간으로부터 40여초 후에 원주 지진관측망에 도달했다.
지질연은 우리나라 전역의 지진관측소뿐만 아니라 중국의 지진관측소에 지진파가 도달하는 시간을 종합적으로 고려해 핵 실험이 발생한 위치를 역으로 계산하게 된다.
이와 함께 각 관측소의 지진파 규모를 종합한 뒤 지각의 지질학적 특성 등을 반영, 최종적으로 지진파 규모를 산출하면 이를 바탕으로 폭발량을 추정하게 된다.
지헌철 지진연구센터장이 2010년 발표한 `북한 핵 실험 모니터링 : 1ㆍ2차 비교` 논문에 따르면 북한의 2차 핵 실험 지진파 규모는 4.5, 폭발량은 3kt(킬로톤, 1kt은 TNT 1000t의 폭발력)에 달했다.
이처럼 핵 폭발 에너지의 일부가 땅 속으로 지진파를 발생 시킨다면, 대기 중으로는 압력 변화로 인해 공중 음파(20헤르츠(㎐) 이하의 저주파수 음파)를 발생시키게 된다.
지진파가 발생한 장소에서 공중 음파가 함께 탐지됐다면 자연 지진이 아닌 핵 실험과 같은 인공 지진에 의한 것이라고 볼 수 있다.
북 핵 실험으로 인한 인공 지진이 발생할 경우, 1분 이내에 지진파가 먼저 관측소에 도달하고, 20분 이내에 공중 음파 신호가 도착하게 된다.
원자력연구원과 KINS(한국원자력안전기술원) 등에서 실시하는 방사성 핵종 탐지 기술은 공기 중에 방사성 물질이 퍼진 후에야 분석할 수 있기 때문에 하루나 이틀 정도의 시간이 소요된다.
실시간으로 북한의 핵 실험 여부를 판단하는 데는 지진파 분석이 결정적이라 할 수 있다.
지질연 지헌철 지진연구센터장은 "지진파의 규모와 위치 등에 대한 분석을 통해 핵 실험 발생시간과 위치, 크기 등을 탐지하는 것이 우리의 임무"라면서 "북한 핵 실험에 대비해 가동할 수 있는 인력을 모두 투입해 상황실을 운영하고 있다"라고 말했다.
/연합뉴스
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