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북한 핵실험 여부, 실시간으로 탐지할 수 있을까?

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2017년 05월 16일 15:00 프린트하기

동아일보DB 제공
동아일보DB 제공

국내 연구진이 수십~수백㎞ 떨어진 곳의 방사능 물질을 탐지하는 기술 개발의 가능성을 열었다. 기술 개발이 완료되면 후쿠시마와 같은 원자력발전소 사고 현장이나 미신고 핵실험 활동 등을 실시간 탐지할 수 있다.

 

최은미 울산과학기술원(UNIST) 물리학과 교수팀은 고출력 전자기파로 방사능 물질의 존재 여부를 파악하는 기법을 실험적으로 증명했다고 16일 밝혔다. 전가지파를 이용한 방사능 물질 탐지법이 이론적으로 제시된 적은 있지만, 실제로 이를 증명한 건 이번이 처음이다.

 

북한이 핵실험을 했다고 의심되는 경우, 지금까지는 수일에 거쳐 바람을 타고 날아오는 대기 중 방사성 물질을 분석하거나, ‘가이어 계수기’ 주변 수m까지 도달한 감마선, 알파선 등 이온화 방사능의 존재를 분석해 핵실험 여부를 판단했다. 사실상 원거리에서 이뤄진 핵 활동을 실시간으로 판단하기란 불가능했단 의미다.

 

전자기파는 출력에 따라 다르지만 이론적으로 수십~수백㎞ 떨어진 거리까지 빛의 속도로 도달한다. 연구진이 개발한 기술은 방사능 물질이 있을 것으로 의심되는 지역에 전자기파를 쪼였을 때 발생하는 플라즈마를 분석해 방사능 물질의 존재 여부를 판단하는 기술이다.

 

가령, 의심 지역에 전자기파를 쪼였을 때 방사능 물질이 없을 때는 플라즈마 발생까지 1초의 시간이 걸린다면, 방사능 물질이 있을 때엔 그 시간이 더 짧아진다. 플라즈마 발생 여부와 발생까지 걸린 시간 등을 관측하면 실시간 탐지가 가능하다. 연구진은 방사능 물질인 코발트-60을 실험 수준에서 탐지하는 데 성공했다.

 

연구의 1저자인 김동성 UNIST 석박사통합과정생은 “북한의 핵실험 탐지를 위해 전자기파 기법을 적용하는 일은 도발이 될 수 있기 때문에 현실적으로는 불가능하다”면서도 “전자기파의 세기를 매우 높인다면, 600㎞ 가량 떨어진 함경북도 풍계리까지 전자기파가 도달하는 것은 이론적으론 가능하다”고 말했다.

 

연구진은 해당 기술이 미신고 핵 활동 탐지 뿐 아니라 원자력발전소 사고 현장의 심각성을 판단하거나, 급작스러운 원전의 이상 사태 등을 판단하는 데도 쓰일 수 있으리라 기대하고 있다.

 

최 교수는 “핵무기 개발, 핵무기 테러 등 미신고 방사능 활동을 탐지할 수 있어 방사능 비상 사태에 보다 신속하게 대응할 수 있다”며 “향후 추가 연구로 어떤 방사능 물질이 배출됐는지, 농도는 어느 정도인지까지 알아내는 기법을 개발할 계획”이라고 말했다.

 

이 연구 결과는 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션’ 9일자에 실렸다.

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