"천안함과 어뢰서 검출된 흡착물, 폭발로 나왔다고 볼 수 없어"

최문순 "합조단 수중폭발실험 검출물과 성분 불일치"

천안함 민군 합동조사단이 '어뢰 폭발'의 증거로 내놓은 천안함 및 '결정적 증거물'(어뢰), 수중폭발실험에서 나온 흡착 물질에 대한 성분 분석 결과가 어뢰 폭발이 있었음을 설명하지 못한다는 주장이 제기됐다.

국회 천안함 특위 위원인 민주당 최문순 의원은 1일 오후 국회에서 기자회견을 열고 "합조단이 발표한 흡착 물질 분석 발표 자료를 버지니아대 물리학과 교수에게 의뢰해 분석한 결과 합조단의 발표 자료는 서로 모순돼 과학적으로 설명되지 않는다는 회신을 받았다"면서 "천안함과 어뢰에서 나온 흡착 물질은 폭발에 따른 것으로 볼 수 없다"고 말했다.

사라진 알루미늄

합조단은 천안함의 함수, 함미, 연돌 등 선체 세 곳에서 수거한 흡착 물질과 '결정적 증거물' 즉 어뢰 프로펠러의 흡착 물질을 합조단이 자체 실시한 수중폭발시험에서 얻은 흡착 물질의 성분과 비교 분석했다. 비교 분석은 '에너지 분광기 분석'과 'X-선 회절기 분석' 두 가지 방식으로 실시됐다.

우선 '에너지 분광기 분석'에서는 선체-어뢰-수중폭발시험의 흡착 물질 분석 결과가 거의 동일하게 나타났다. 세 가지 물질이 같다는 것이다.

▲ ⓒ국방부

문제는 'X-선 회절기 분석'에서는 선체와 어뢰의 흡착 물질은 동일한 것으로 나타났지만, 수중폭발시험에서 얻은 흡착 물질에서는 전혀 다른 분석 결과가 나왔다는 것.

▲ 가장 아래 '수중폭발실험'에서 막대가 가장 높이 치솟은 물질이 알루미늄(Al). 이 그래프를 확대 해 보면 소량의 알루미늄 산화물(Al2O3)가 검출됐다고 한다. ⓒ국방부

에너지 분광기 분석에서는 선체와 어뢰에서 알루미늄(Al)이 최다 함유물로 검출됐으나 X-선 회절기 분석에서는 SiO2, SiO2/Graphite(흑연), NaCl, NaCi 등의 분자화합물만 검출됐을 뿐 알루미늄이 사라져버린 것이다. 반면 수중폭발실험에서 얻은 흡착물에는 알루미늄이 다량 검출됐다.

이에 대해 합조단은 "X-선 데이터에서는 알루미늄이나 알루미늄 산화물이 전혀 관찰되지 않았는데, 이는 폭발 직후에만 생기는 알루미늄의 용해와 급냉각으로 비결정질(amorphous)의 알루미늄 산화물이 생기기 때문으로 오히려 어뢰가 폭발했다는 결정적 증거"라고 주장했다.

합조단은 또 "수중 폭약의 성분비, 폭약량, 폭발환경 등에 따라 폭발재 중의 결정성/비결정성 알루미늄 산화물(Al2O3)의 성분비가 달라질 수 있다"고 해명했다. 즉 천안함 피폭 당시와 폭발실험은 폭약 종류와 양 수중 환경이 달라 천안함 폭발 당시에는 알루미늄 성분이 산화물 결정체로 남지 않고 다 날아가버렸다는 것이다.

그러나 최 의원은 "원소는 핵폭발이나 핵융합이 아니면 사라지지 않는다고 한다"며 "용해와 급냉각 과정을 거쳐도 알루미늄 산화물 형태로 남을 수밖에 없다"고 지적했다. 함체와 어뢰에서 나온 흡착물이 폭발로 나온 것이라고 볼 수 없는 첫번째 이유다.

분석 결과 불일치 설명도 안 돼

또한 X-선 회절기 분석 결과가 선체-어뢰 흡착 물질과 수중폭발시험 흡착 물질이 전혀 다른 것, 특히 알루미늄 산화물이 선체-어뢰에서 나오지 않았다는 건 과학적으로 설명될 수 없다는 지적이다.

버지니아대 교수는 이러한 결과가 나올 수 있는 가능성은 두 가지 밖에 없다고 설명했다. 하나는 수중폭발시험에서 검출한 흡착 물질이 폭발물 속의 알루미늄 잔여물이 아니라 실험에 이용된 알루미늄 판재 자체에서 떨어져 나온 알루미늄이 대부분일 가능성. 다른 하나는 수중폭발실험에서 나온 흡착 물질 대부분이 폭약재로 이뤄졌을 가능성이다.

버지니아대 교수의 분석에 따르면 첫째, 수중폭발시험 흡착 물질이 대부분 폭발재라고 봤을 때 이는 폭발 시 알루미늄이 비결정화돼 사라지는 것이 아니라 결정화된 알루미늄이 지배적으로 남아야 함을 의미한다. 그렇다면 어뢰와 천안함의 흡착 물질에도 결정화된 알루미늄이 나와야 한다. 그러나 나오지 않았고, 따라서 어뢰-천안함 흡착 물질은 '폭발 잔여물'이라는 증거가 될 수 없다.

둘째, 수중폭발시험에서 얻은 흡착 물질에 시험에 사용된 알루미늄이 상당량 포함돼 있을 경우다. 합조단도 이런 가능성을 인정하고 있다. 합조단은 "폭발재가 알루미늄 판재에 흡착된 상태로 XRD로 분석했기 때문"이라고 말했다. 합조단은 다만 "수중폭발시험에서도 알루미늄 산화물이 소량 존재한다"며 "선체와 어뢰에서 발견된 성분과 유사하다"고 주장했다.

합조단의 주장이 맞다고 하더라도 천안함과 어뢰에 붙어 있던 흡착 물질의 폭약재라는 주장의 증거로 사용하기에는 설득력이 부족하다는 반박이다. 정작 천안함 흡착 물질에서는 알루미늄 산화물이 검출되지 않았기 때문이다. 게다가 이와 같이 상반된 결과의 그래프를 내놓고 '같은 물질'이라고 주장하는 것 자체가 '비과학적'이라는 반박이다.

최문순 의원은 "에너지 분광기 측정 결과와 X-선 회절기 분석 결과가 서로 모순되고 충돌한다"며 "두 분석 결과의 불일치를 설명해내면 노벨상 감이라고 한다"고 덧붙였다.

민군 합동조사단 천안함 보고서의 "흡착 물질 분석(adsorbed material analysis)" 부분에 대한 비평 (버지니아대 물리학과 교수 작성)

<조사단의 주요 주장>

(a) 다음에서 검출된 세가지 "흡착물질"에 대해 에너지분산분광(EDS)과 엑스레이(X-ray) 실험이 행해졌다: (i) 천안함의 함수, 함미, 연돌의 표면(AM-I) (ii) 어뢰의 프로펠러의 표면(AM-II) (iii) 모형 실험의 상부 알루미늄 판재 표면에 붙어있던 유사한 흡착물질(AM-III).

(b) 상부 알루미늄 판재 표면에 붙어있던 흡착물질은 폭발재이다.

(c) 이 세 가지 샘플의 EDS 데이터는 거의 일치한다. 이것은 처음 두개의 샘플이 폭발재임을 확인한다.

(d) 그러나, X-선 데이터에서는 처음 두 샘플(AM-I, AM-II)에서 폭발물의 중요 첨가물인 알루미늄이나 알루미늄 산화물이 전혀 관찰되지 않았다.

(e) 하지만 이는 폭발 직후에만 생기는 알루미늄의 용해와 급냉각으로 비결정질(amorphous)의 알루미늄 산화물이 생기기 때문으로 오히려 어뢰가 폭발했다는 결정적 증거이다.

(f) 프로펠러에 붙어 있는 흡착물질과 천안함에 붙어있는 흡착물질이 동일한 것으로 폭발된 성분으로 분석이 되었다. 이러한 결과는 천안함이 어뢰의 폭발에 의해 가라앉았다는 주장과 일치한다.

<문제점들>

(a) 우리의 분석에 따르면, 모형 폭발 실험에서 나온 세 번째 샘플(AM-III)의 엑스레이 데이터에는 결정화된(crystalline) 알루미늄이 대부분을 차지한다. 이것은 다른 두 샘플과는 전혀 다른 현상이다. 이러한 불일치는 전혀 언급되지 않았다.

(b) 이 불일치를 설명하는 데는 두 가지 가능성이 있다.

- 첫 번째 가능성: 모형 폭발 실험에 나온 샘플에는 폭약과는 상관이 없는 알루미늄 판재에서 떨어져 나온 결정화된 알루미늄이 대부분일 가능성이다. 이것은 그 엑스레이 데이터를 설명할 수 있다. 그러나 그들의 주장 (d), 즉, 같은 EDS 데이터라는 이유가 어뢰 프로펠러에 붙어있던 흡착물질과 천안함에 붙어 있던 흡착물질이 폭약재라는 주장이 맞지 않는다.

- 두 번째 가능성: 모형 폭발 실험에 나온 샘플은 대부분 폭약재일 가능성이다. 그렇다면, 폭발 이후에도 비결정화된 알루미늄이 아닌 결정화된 알루미늄이 지배적이어야 함을 의미한다. 그러하면, 어뢰 프로펠러에 붙어있던 흡착물질과 천안함에 붙어있던 흡착물질의 엑스레이 데이터에도 결정화된 알루미늄이 나와야 한다. 그러나 그렇지 않다.

(c) 이 불일치는 과학적으로 설명할 방법이 없다.