“중성미자로 북한 비핵화 검증할 수 있다”

IBS 지하실험연구단 ‘사이언스’에 보고
중성미자 검출기로 원자로 가동상황 감시
1㎞ 떨어진 거리에서도 비핵화 검증 가능
“물리학 첨단기술 평화적 도구로 사용”

북한 영변 지역의 인공위성 사진. 영변에는 열출력 20MW급 원자로와 100MW급 실험용 경수로가 설치돼 있는 것으로 추정되고 있다. IBS 제공

유령입자로 알려진 ‘중성미자’ 검출기로 북한의 비핵화를 검증할 수 있다는 제안이 과학저널 <사이언스>에 실렸다.

기초과학연구원(IBS) 지하실험연구단은 8일 “연구단의 김영덕 단장과 서선희 연구위원, 김수봉 서울대 교수를 비롯한 6개국 15개 기관의 국제 중성미자 학자들이 그동안 학문적 목적으로 이용돼 온 중성미자 검출기가 북한의 비핵화를 검증하는 도구로 사용될 수 있다는 가능성을 제시하는 의견이 국제학술지 <사이언스>의 ‘레터’ 코너에 실렸다”고 밝혔다. 사이언스는 지난 9월7일 ‘북한의 비핵화’를 주제로 정책포럼을 열고 북한의 핵 활동을 감시하기 위한 과학자들의 아이디어를 모아 8일(현지시각)치 ‘레터’ 코너에 기사로 게재했다.

중성미자(뉴트리노)는 우주를 구성하는 기본입자 가운데 가장 가벼운 입자로 거의 빛의 속도로 움직이면서 전하를 띠지 않고 다른 물질과 상호작용도 거의 하지 않아 ‘유령입자’로 통한다. 빅뱅, 초신성 폭발, 태양 핵융합 등 때 자연적으로 만들어지기도 하지만 원자로에서 핵연료가 분열할 때 인공적으로 생성되기도 한다.

중성미자 검출기로 북한의 비핵화를 검증할 수 있다는 내용의 기사가 실린 <사이언스> 8일(현지시각)치 지면. IBS 제공

이번 사이언스 레터에는 북한 영변 원자로 주변에 중성미자 검출기를 설치하면 1㎞ 떨어진 먼 거리에서도 북한의 비핵화 여부를 검증할 수 있다는 내용이 담겼다. 보통 원전 1기 규모에 해당하는 1000만W(1GW) 원자로에서는 1초에 2해개(2×10의 20제곱개)의 중성미자가 생성된다. 중성미자 개수는 원자로 열 출력에 비례하는 점을 고려하면 거꾸로 중성미자 개수로 원자로 가동 여부나 열출력을 추정할 수 있다는 얘기다. 또 우라늄-235나 우라늄-238, 플루토늄-235나 플루토늄-341 등 핵연료로 사용되는 동위원소의 시간에 따른 변화도 감시할 수 있다고 과학자들은 제안했다. 북한 영변지역에는 열 출력 20MW급 원자로와 100MW급 실험용 경수로가 있는 것으로 알려져 있다.

한국에서는 전남 영광에 있는 한빛원전에서 ‘원자로 중성미자 진동 실험(RENO)’과 ‘단거리 중성미자 진동 실험(NEOS)’ 실험을 하고 있다.

IBS 지하실험연구단은 “영변지역의 지형적 사정으로 접근이 제한돼 검증도구를 1㎞ 떨어진 원거리에 설치해야 한다면 현재 국내에서 가동중인 검출기와 같은 종류의 검출기를 설치하는 것이 유리하다. 이번 사이언스 기사는 물리학의 최첨단 기술이 평화적 이용을 위한 도구로 사용될 수 있다는 가능성을 제시한 것이다”고 밝혔다.

이근영 선임기자 [e-mail]