수소탄, 원자탄보다 더 작으면서 수만배 위력

조선중앙TV는 6일 낮 12시30분(이하 한국시간) 특별 중대보도를 통해 이날 오전 10시 수소탄 실험에 성공했다고 밝혔다.

군 당국은 이번 핵실험이 수소탄 실험인지 여부를 한·미 감시장비를 동원해 분석 중이라고 밝혔다.

만약 이번 핵실험이 북한의 주장처럼 수소탄 실험이라면 기존의 원자폭탄에 비해 위력이 수십~수만배 커지기 때문에 북핵 국면은 크게 달라질 것으로 전망된다.

■핵융합무기와 핵분열무기

핵무기 실험은 사용되는 연료에 따라 크게 순수한 핵융합무기(수소탄)와 핵분열무기(원자탄) 실험으로 나뉜다.

핵융합무기의 핵연료는 플루토늄과 고농축 우라늄을 이용한다.

플루토늄을 이용한 핵무기를 만들려면 원자로를 가동해야 하지만 우라늄을 이용한다면 원자로 가동 없이 매장된 우라늄을 원심분리기를 통해 고농축 우라늄을 얻을 수 있다. 우라늄은 플루토늄과 달리 연기, 냄새, 특수물질 배출이 없어 감지하기 힘들고 공정이 간단하다.

하지만 순수한 핵융합무기는 고온.고열하가 아니면 융합반응을 일으키지 않기 때문에 열핵무기 또는 핵융합무기라고도 한다.

핵분열 무기 리튬과 수소의 화합물(고체)을 연료로 사용한다. 중수소화 리튬이 고온하에서 중성자의 충격을 받으면 헬륨과 이중수소·삼중수소가 생성되고, 다시 이중수소와 삼중수소가 융합해 헬륨이 생겨나면서 중성자가 튀어나오게 되는 식이다. 수소폭탄의 반응에는 임계량이 없으므로 대형화.소형화가 가능하다.

'증폭 핵분열탄'은 본격적인 수소탄의 전 단계다. 이는 핵융합 반응으로 핵분열의 효율을 높이되 다단계 폭발까지는 일으키지 않는다. 순수한 핵분열탄(원자탄)보다 효율이 훨씬 높으면서도 부피나 무게는 비슷한 수준으로 유지할 수 있다.

■수소폭탄 아닌 증폭 핵분열탄

수소폭탄 전 단계에 해당하는 증폭 핵분열탄의 위력은 원자폭탄의 몇 배에 달하고 수소폭탄은 수십∼수만배에 달한다. 두 무기 모두 삼중수소가 핵심원료로 사용된다.

군 당국은 현재 이번 핵실험이 수소탄 실험인지, 증폭 핵분열탄 실험인지를 놓고 분석 중이라고 밝혔다. 이와 관련해 핵관련 전문가들은 이번 핵실험이 수소탄 실험일 가능성은 낮다고 분석하고 있다.

한 핵전문가는 "과거 미국과 러시아의 수소폭탄 실험은 태평양과 시베리아에서 이뤄졌다. 핵실험 과정에서 발생하는 고열이 수십㎞ 떨어진 생명체에 화상을 입힐 수 있기 때문"이라면서 "현실적으로 북한 지역 내에서 수소폭탄 실험은 어렵다"고 설명했다.

이 전문가는 "수소폭탄 실험이 이뤄졌다면 3차 핵실험에 비해 인공지진파 규모가 커야 한다. 하지만 지진파 규모가 규모 4.8에 그쳐 2차 핵실험과 3차 핵실험의 중간 정도 규모에 그쳤다"고 강조하면서 수소탄보다 증폭 핵분열탄 실험일 가능성이 높다고 평가했다.

앞서 국방부 직할부대인 국군화생방방호사령부는 지난 3일 북한의 핵융합무기 개발 가능성을 분석한 보고서를 내고 "북한이 증폭 핵무기(증폭 핵분열탄) 실험 과정에 접어든 것일 수도 있지만 아직 수소폭탄 실험을 할 능력은 부족한 것으로 판단된다"고 밝혔다.

[e-mail] 문형철 기자