3차 핵실험을 강행한 북한의 원자탄 규모에 관심이 모아지고 있는 가운데 일부 전문가들 사이에서 “북한이 핵 위력을 증가시키기 위해 3차 핵실험에서 수소폭탄 전 단계인 증폭 핵분열 방식을 사용했을 가능성을 배제할 수 없다”는 주장이 나와 파문이 예상된다. 증폭 핵분열무기는 원자탄에 핵 융합기술을 응용한 것으로 수소폭탄 전 단계로 분류된다.

증폭 핵분열이란 핵분열 물질 중심에 수십∼수백g의 이중수소나 삼중수소를 채워 폭발을 일으킨 뒤 이로 인해 생기는 고온으로 핵융합 반응을 유도해 다량의 중성자를 발생시키고 이 중성자를 불쏘시개로 더 많은 핵분열을 유도함으로써 원자탄의 위력을 두 배 이상 끌어올리는 것을 말한다. 특히 증폭 핵분열무기는 핵무기를 상용화한 국가들 사이에서 주로 생산되는 형태로 소량으로 위력을 증폭시키기 때문에 소형화를 이룰 수도 있다.

13일 국방부에 따르면 북한의 핵실험으로 발생한 인공지진의 규모는 리히터 4.9이며 원자탄의 위력은 6∼7kt이다. 군 관계자는 “10kt 이상일 경우 증폭 핵분열을 했을 가능성이 높지만 6∼7kt 규모의 위력은 증폭 핵분열무기로 보기에는 가능성이 낮다”고 말했다.

하지만 전문가들은 지진규모를 통해 본 북한 원자탄의 위력이 더 큰 것으로 분석해 북한이 증폭핵분열무기를 사용했을 가능성 또한 배제할 수 없다는 입장이다. 황일순(원자핵공학) 서울대 교수는 “핵실험에서 추산한 위력이 작더라도 증폭 핵분열무기의 가능성을 배제할 수 없다”고 말했다. 일반적으로 리히터 규모가 0.2 증가할 때마다 원자탄의 규모는 2배 증가하는 것으로 알려졌다. 지난 2009년 5월 북한의 2차 핵실험 당시 지진 규모는 4.5였으며 원자탄 규모는 2∼6kt으로 추산됐다. 이번 핵실험의 지진규모는 4.9로 산술적으로 계산하면 2차 핵실험에 비해 4배 증가했으며 결국 위력은 최대 24kt에 달하는 것으로 추정된다.

홍태경 연세대 지구시스템학과 교수는 “기상청과 미국과 일본의 지질연구원의 지진규모로 계산하면 2차 핵실험 때보다 위력이 5∼6배 이상 증가한 것으로 볼 수도 있다”며 “세계 2차대전 당시 나가사키(長崎)에 원자탄(23kt)이 떨어졌을 때 지진규모는 5.0으로 이번 지진규모와 비슷하다”고 말했다. 이에 대해 군 관계자는 “지진 측정 방식에 따라 위력 측정에 차이가 날 수 있다”고 말했다.

한편 군은 방사능핵종 탐지를 위해 이동식 제논 탐지와 크립톤 탐지 장비를 활용하고 있다. 포집된 물질 중에 제논이 많으면 플루토늄 핵폭탄, 크립톤이 많으면 우라늄 핵폭탄을 실험한 것으로 볼 수 있다.

정철순 기자 csjeong1101@munhwa.com