핵무기 테러 예방(Prevent Nuclear Terror)
핵 공격의 방어와 그 대응책에 대한 기술력이 절실히 요구되고 있다.
21세기가 되기 훨씬 전부터, 국가안보 옹호론자들은 3십만 명의 죽음과 수천 평에 달하는 땅이 한번의 핵 테러로 인해 파괴될 수 있음을 걱정해 왔다.
핵 시대가 열리면서, 무기화 될 수 있는 물질들이 전세계적으로 쌓여가고 있다. 심지어 어떤 국가에서는 당장이라도 사용 가능한 핵무기들이 그 안전을 보장받지 못한 채 관리되고 있다. 세계 곳곳에서 실험용 원자로나 원자력 발전소가 가동되고 있고, 그 곳을 통해 핵무기의 원료들이 생산될 수 있다. 또한 이런 원료들을 이용한 핵 폭발물 제조법이 널리 알려져 있어 핵무기에 의한 위협은 현실화 될 가능성이 높다.
물리학자 리차드 가윈(Richard Garwin)과 조지 챠팩(George Charpak)은 테러리스트나 다른 조직들이 핵무기를 개발할 수 없다고 믿어선 안 된다고 경고했다.
핵무기 테러를 계획하는데 있어 가장 걸림돌이 되는 것은 핵분열성 물질(빠른 핵분열을 유도하는 플루토늄이나 농축우라늄)을 확보하는 일이다. 플루토늄과 농축우라늄은 각각 2백만 킬로그램이 생산되어 현재 전세계에 퍼져있다. 그리고 10 킬로그램의 플루토늄이나 20~30 킬로그램의 농축우라늄만 있으면 폭발물을 만들어 낼 수 있다.
원자핵의 분열은 우라늄에서 처음으로 발견되었다. 핵무기를 생산하기 위해선 90퍼센트의 우라늄-235(uranium-235, 우라늄 원광석의 1퍼센트만이 우라늄-235로 되어있다)로 구성된 고농축우라늄이 필요하다. 원자력 발전소에서 만들어내는 우라늄은 3~5퍼센트만이 농축된 것으로 폭발의 위험이 전혀 없다. 그러나 일부 원자력발전 잠수함과 실험용 원자로에서 폭발 가능한 수준의 고농축우라늄을 생산해 내고 있고 이것이 테러리스트들에게 전용될 위험이 있다.
우라늄 뿐만 아니라, 방사성이 있는 합성 플루토늄도 문제가 될 수 있다. 플루토늄은 원자로에서 우라늄을 태우는 과정에서 생성되는 것으로, 그 자체가 방사능의 위험이 있고 핵폭발에 필요한 가장 이상적인 연료가 된다. 전 세계적으로 1000개 이상의 원자로가 가동되고 있고 그 중 일부만이 전력공급을 위해 이용되고 있을 뿐 나머지는 실험용이다. 어떤 방식으로든 플루토늄이 생성되고 그것은 무기로 사용하기 위해 추출될 수 있다.
그러므로 21세기의 가장 중요한 정책 중 하나가 핵의 안보 문제이다. 이것은 정치적인 중요성을 띨 뿐만 아니라 기술적으로도 매우 중요한 이슈가 되고 있다. 즉, 곳곳에 속에 숨어있는 위험 인자들을 찾고, 그것의 움직임을 파악하고, 안전하게 보호하는 일은 이제 기술분야에서 나누어 고민해야 할 일이 된 것이다.
<핵무기 테러를 예방하기 위해 무엇을 해야 하는가?>
그 과제들은 다음의 5가지이다. 1) 핵 물질이 추출되지 않도록 어떻게 관리할 것인가? 2) 먼 거리의 원자로들을 어떻게 감시할 것인가? 3) 폭발 가능한 핵무기들을 어떻게 관리할 것인가? 4) 핵 폭발이 일어날 경우, 어떻게 반응▪처리▪공표할 것인가? 5) 테러의 배후가 누구인가? 이 과제들은 모두 순수한 기술을 필요로 하거나 기술을 발현할 시스템을 필요로 한다.
핵무기와 그 원료물질의 생성과 이동경로를 파악하고 그것이 불법적으로 거래되거나 도난 당하지 않도록 시스템을 구축하는 것이 매우 중요하다.
고도로 훈련된 테러리스트가 해체된 폭탄의 내부나 원자력발전소의 연료를 구해 스스로 폭탄을 만들어 낼 가능성도 있다. 이렇게 만들어진 핵무기는 히로시마에 떨어진 핵폭탄의 10분의 1의 위력을 지닐 수도 있다.
배신한 연구원들의 도움이 있다면, 테러리스트들은 히로시마에 떨어진 핵폭탄보다 더 위력적인 무기를 만들어낼 수도 있다. 이것은 큰 도시를 날려버리고 한꺼번에 십만 명을 죽일 수 있을 만큼 위력적인 것이다.
테러리스트들이 실물크기의 핵무기를 생산하긴 쉽지 않다. 그러므로 재래식 폭발물을 이용해 방사능 물질을 유포시키는 일명 “더러운 폭탄(dirty bomb)”을 이용해 공격해 올 수 있다. “더러운 폭탄”은 인명피해는 적은 대신 많은 지역을 오염시키고, 도시기능을 마비시켜 경제적 혼란을 일으키고, 암 발생률을 지속적으로 상승시킬 수 있다. 또한 병원, 연구소, 산업체 등에서 방사능을 이용하고 있기 때문에 방사능 물질에 의한 피해는 얼마가 될 지 알 수 없고 또 즉각적으로 방어할 수도 없다. 이 “더러운 폭탄”에 의한 공격을 예방하고 또 사후처리를 위해 기술력이 개발되어야 한다.
핵 공격에 대한 위험 때문에 원자력을 에너지원으로 활용하는 것도 쉽지 않은 상황이다. 플루토늄을 추출하지 않고 원자로를 에너지 확보를 위해서만 사용한다고 확신하기 어렵기 때문이다. 만약 국가가 플루토늄과 방사성이 높은 사용필연료(spent fuel)가 함께 회수되는 비순환 핵연료사이클(once-through fuel cycle)을 이용하고 있다면, 사용필연료는 재처리되고 플루토늄은 분리되는 순환핵연료사이클(closed fuel cycle)을 이용하는 것보다 플루토늄을 유용하기 어렵다. 기록들은 조작될 수 있고, 시찰과 비디오 판독에 의한 규제도 완벽하다고 보기 힘들다.
<기술적으로 해결해야 할 문제는 무엇인가?>
실시간으로 원자로의 데이터를 받아, 플루토늄의 추출 상황을 확인할 수 있는 현재의 장치를 더욱 발전시키는 것이다. (만약 이 장치가 원자로의 용도가 에너지 생산을 위한 것이 아닌 플루토늄 생산을 위한 것인지를 감시할 수 있다면 매우 유용할 것이다.) 이런 장치들은 이미 고안되어 실험운용 중에 있다.
핵 물질의 수송을 막는 것 또한 중요한 문제가 될 수 있다. 핵의 위험으로부터 미 국경을 보호하는 것이 시급한 문제로 떠오르고 있다. 왜냐하면 수많은 화물 컨테이너들이 합법적으로 배를 통해 들어오기 때문이다. 미국에는 매년 30톤이 넘는 1000만개의 컨테이너들이 들어오는데, 모든 컨테이너들을 개별적으로 검사하는 것은 비용이 많이 들 뿐만 아니라 매우 번거롭다. 이들을 감시하기 위해 많은 방법이 선행되었지만 대부분의 경우 그다지 효과적이지 않았다.
그 중 한가지 방법이 앞으로 유용할 것으로 보인다. 핵 세차(nuclear car wash)라고 불리는 이것은 매우 정교한 스캔 방식으로, 컨테이너들이 컨베이어 벨트(conveyor belt)위에 있을 때 차가 자동세차기에 들어 있을 때와 비슷한 방식으로 컨테이너들을 검사하게 된다. 컨테이너가 이 장치를 통과하게 되면 아원자입자(subatomic particle)인 중성자(muetron)의 자극을 받게 되고, 이 중성자가 핵반응을 일으키는 역할을 하게 된다. 만약 컨테이너 속에 무기화 가능한 핵 물질이 있다면 핵분열이 일어난다. 이 핵분열로 인해 방사능 물질인 감마선이 방사되고 이것을 컨테이너 밖에서 감지할 수 있게 되는 것이다. 이 때 약간의 방사성 물질이 남아있을 수 있기 때문에 엄청난 양의 물로 차단한다.
러시아와 미 샌디아 국립 연구소(U.S.’s Sandia National Laboratory)는 이미 ‘사용 가능한 핵무기를 저장한 컨테이너’의 독단적인 접근을 막기 위해 상호 감시체제를 가동 중에 있다.
기술자들이 해야 할 일은 이런 체제가 좀 더 낮은 가격에서 확산될 수 있도록 하는 것이다.
핵 문제가 중요한 이슈가 될 것이고 갑작스런 공격을 막기 위한 다양한 기술이 개발되어야 할 것이다. 그러나 시스템의 정교함과 핵 기술자들, 물리 연구를 통한 핵에 대한 보다 깊은 이해를 통해 이러한 문제들은 21세기에 해결될 수 있을 것이다.
- 저자 : 글로벌 과학기술정책 정보서비스
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