북한 핵실험 방사선 기체에 제논 검출 안돼

핵종 포집 난항…"2, 3차 포집 분석 진행 계획"

북한 핵실험으로 발생한 방사선 기체 탐지 결과 제논(Xe)은 검출되지 않았다.

14일 KINS(한국원자력안전기술원)에 따르면 전날 동해상에서 이동식 제논 포집기인 '사우나'를 함정에 탑재해 12시간의 대기 포집을 마친 뒤 시료에 대한 분석을 벌였지만 방사능 핵종인 제논은 탐지되지 않았다고 밝혔다. 이번 시료에서 제논이 검출되지 않음에 따라 KINS는 2, 3차로 포집한 시료에 대한 분석을 진행할 계획이다.

방사선 기체 포집을 통한 성분 검출은 북한이 어떤 종류의 핵실험을 했는지 알 수 있는 중요한 단서를 찾아낼 수 있다는 점에서 그 결과가 주목을 받아왔다. 일반적으로 크립톤의 비율이 높으면 우라늄 폭탄, 제논의 비율이 높으면 플루토늄 폭탄으로 추정되는 것으로 알려졌다. 크립톤은 방사성 농도가 매우 옅고 분석하기도 어려워 탐지하기가 쉽지 않다.

▲ KINS(한국원자력안전기술원) 관계자가 14일 동해상에서 포집한 시료의 분석결과를 알리고 있다. ⓒ연합뉴스

그래서 제논의 4가지 핵종의 비율을 분석해서 핵실험에 이용된 원료가 우라늄인지 플라토늄인지를 판단한다. 제논에는 131mXe, 133Xe, 133mXe, 135Xe 등 네 가지의 핵종이 존재하는데 이들 4가지 핵종의 상대적 존재값을 확인해 결정한다. Xe133과 Xe135의 경우 플루토늄 원료에서의 비율이 각각 6.99%, 7.38%로 우라늄 원료의 6.6%, 6.62%보다 높은 비중을 차지한다.

그런데 포집 대상 중 135Xe는 반감기가 9시간으로 매우 짧고 대기중으로 퍼지는 성질이 있어 포집이 어렵다. 또 포집 대상인 4가지 핵종 중 반감기가 가장 긴 것이 12일에 불과하고 시간이 갈수록 농도도 점차 옅어져 1차 포집 이후에 포집된 시료로 제논을 탐지하기는 쉽지 않을 것으로 보인다. KINS는 1차 포집 이후 12시간마다 한 번씩 포집작업을 벌였는데, 그만큼 시간이 경과했기 때문에 2, 3차 시료에서 반감기가 짧은 핵종이 탐지될 확률은 1차에 비해 낮다.

지난 2009년 북한의 2차 핵실험 당시에도 제논은 탐지되지 않았다. 2006년 1차 핵실험 때는 미국의 방사능 측정 정찰기가 탐지한 바 있다.