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먼지 한 톨로 ‘핵실험’ 증거 찾아낸다 목록

조회 : 806 | 2013-02-06

우리나라도 핵무기 제조나 핵실험을 감시하는 국제원자력기구(IAEA) 핵사찰 분석기관으로 활동하게 됐다.

한국원자력연구원은 핵사찰 시료에 포함된 극미량의 핵물질을 분석하는 기술을 확보하고, ‘국제 사찰시료 분석 실험실 네트워크(NWAL)’ 총량분석 분야에 대한 IAEA의 가입승인을 받았다고 22일 밝혔다.

지금까지는 미국, 프랑스, 일본 등 9개국 15개 연구기관만 NWAL 가입된 상태인데, 이번 가입승인으로 원자력연구원이 16번째 기관으로 이름을 올리게 됐다. 이번 가입승인에 따라 연구원측은 빠르면 올해 안에 IAEA 사찰 시료를 배정받아 분석 작업을 수행할 예정이다. 또 올해 안에 입자분석 분야에도 가입 신청할 계획이다.

IAEA는 세계 각국에서 핵사찰 활동을 하며 수집한 시료를 정밀 분석해 핵무기 제조나 핵실험의 증거 등을 찾아낸다. 사찰 시료는 핵 관련 시설을 방문해 배기구나 벽면 등을 닦은 가로 세로 각각 10cm의 천 조각으로 돼 있다. 여기에는 먼지와 함께 티끌보다 작은 핵물질이 묻는다. 시료의 분석은 NWAL에 가입된 전문 분석기관만 하게 되는데, 이를 통해 핵물질 농축이나 재처리의 흔적을 찾아낼 수 있다. 



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IAEA가 보낸 사찰 시료 속에는 핵분열이 일어난 우라늄 입자가 있다(왼쪽). 티끌만 한 핵물질을 찾아내 총량과 동위원소를 분석하는 기술은 현재 전 세계 16기관만 가지고 있다. 오른쪽 빨간색 동그라미는 시료 중 우라늄이 있는 위치를 표시한 것이다. 한국원자력연구원 제공
 
  NWAL의 사찰시료 분석은 총량분석과 입자분석으로 나눠진다. 총량분석은 시료 속에 포함된 우라늄과 플루토늄 등 전체 핵물질의 양과 동위원소 비율을 파악해 핵물질을 농축하거나 재처리한 핵 활동을 추적한다. 입자분석은 시료에 중성자를 쏘아서 핵분열이 일어난 특정 입자만 회수하고, 각 입자별로 핵물질 동위원소 비율을 분석하는 기술이다. 이는 핵 활동을 어떤 방법으로 했는지, 사용시설은 무엇인지도 알아낼 수 있다. 

원자력연은 지난 2008년 IAEA에서 NWAL 가입 후보로 지정 받고 2009년부터 총 70억 원의 연구비를 투입해 극미량 핵물질 분석체계를 구축했다. 이번에 총량분석 분야 가입 승인은 IAEA가 보내온 시험 시료를 3차례에 걸쳐 분석해 이뤄졌다.

시료에 포함된 1ng(나노그램·10억 분의 1g) 이하 우라늄과 1pg(피코그램·1조 분의 1g) 이하 플루토늄의 총량과 동위원소 비율을 오차 범위 이내로 밝혀내 기술적 요건을 충족한 것이다.

이와 함께 NWAL의 또 다른 가입 요건 중 하나인 실험시설의 청정도는 소규모 시설로 1입방피트 공간에 0.5μm 이상의 입자가 100개 미만을 충족해 IAEA 검증을 통과했다. 올해 안에 이 조건을 충족하는 청정실험연구동도 완공할 계획이다.

송규석 원자력연 원자력화학연구부장은 “NWAL 가입으로 국제 수준의 극미량 핵물질 분석능력을 보유하게 됐다”며 “이를 토대로 원자력 활동 정보를 제공할 수 있게돼 우리나라의 핵투명성을 높일 수 있는 기반을 마련하는 것은 물론 국제 핵사찰 활동에 참여함으로써 핵비확산 노력에도 기여할 수 있을 것”이라고 말했다.

대전=박태진 기자 tmt1984@donga.com
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