 ▲ 정길선 박사 ©브레이크뉴스 |
지난 21일, 미국은 벙커버스터를 투하해 이란의 핵 시설에 대한 공격을 시도했다. 특히, 산악지대에 위치한 포르도 지하 핵시설을 집중 타격했다. 포르도는 고농축 우라늄 생산기지로 이란 핵 프로그램의 핵심 중의 핵심인 곳이다. 핵 우라늄탄을 만들려면 천연 우라늄에 0.7% 정도 들어있는 U-235 (원자량 235인 우라늄)을 90% 이상으로 농축시키는, HEU 제조 기술이 필요한 것으로 알려져 있다. 이는 자연 상태에서 99% 이상을 차지하는 U-238(원자량 238인 우라늄)은 핵 분열을 일으키지 않아 무기나 발전용으로 쓸 수 없기 때문이다. 이 U-235를 분리해 농축시키는 장치가 이란이 가지고 있는 원심분리기로 하는 것이다. 1분당 수만 번을 돌아가는 초고속 원심분리기 내부에 우라늄 가스를 주입하고 원심력과 무게의 차이를 이용해 U-235를 분리해낸다.
U-235를 2∼3% 정도로 농축한 LEU(저농축우라늄)는 경수로의 원료로도 사용될 수 있다. 문제는 LEU를 원심분리기에 넣어 농축 과정을 반복하면 추가적인 기술이나 장비 없이도 HEU를 얻을 수 있다는 점에 있다. 일단 원심분리기 설비를 갖추면 우라늄 농축의 목적이 경수로 가동인지, 아니면 핵무기 제조인지 구분할 수 없다는 얘기가 된다. 우라늄을 저농축할 수 있으면 이를 반복해 고농축 우라늄을 만드는데 문제가 없다. 국제적으로 핵 실험이 금지된 상황에서 우라늄 농축을 통한 핵무기 개발이 훨씬 더 위협적 이유이다. 이스라엘과 미국은 이란의 바로 이런 점을 지적하고 있다. 반면 자연 상태에 존재하지 않는 플루토늄은 반드시 원자로의 핵분열 과정을 거쳐야 구할 수 있다. 정제 우랴늄으로 핵연료봉을 만들어 원자로 안에서 핵 분열을 시키면, 그 과정에서 U-238이 중성자와 반응해 플루토늄으로 변하는데, 추가로 핵연료봉을 재처리해야 플루토늄을 추출할 수 있는 것이다.
통상 우라늄 탄두 1개를 만드는데 필요한 HEU 20㎏ 정도는, 신형 원심분리기 2,000대를 완전 가동할 경우 6개월이면 뽑아낼 수 있다고 한다. 그런데 원심분리기 설치에 필요한 공간이 대당 1㎡를 넘지 않는데다 지하 깊숙이 숨기면 찾아내기가 거의 불가능하다. 또 핵실험 없이 바로 실전에 투입될 수 있다는 점과 단순한 폭발 구조 및 엄청난 위력은 핵무기를 소유하고 싶은 국가들에게 상당한 매력으로 다가온다. 북한도 그러했고 이란도 그러했다. 실제로 고농축 우라늄탄은 주로 '포신형' 구조의 핵무기로 제작된다. 포신형 핵무기의 경우, 우라늄을 두 부분으로 나누어 핵 물질이 핵 분열을 일으키기 위한 최소 질량인 임계질량을 넘지 않게 배치한 다음, 폭발시킬 때 고성능 폭약을 터트려 포탄을 쏘는 것 같이 두 핵물질이 합쳐지게 만들어 임계질량을 넘게 하는 방식이다.
임계질량이 넘게 되면 U-235가 연쇄 반응을 해 중성자를 방출하고 막대한 에너지를 쏟아내는 핵 폭발이 일어난다. U-235 1g이 완전 핵분열을 할 때 방출되는 에너지는 석탄 3톤을 태울 때 나오는 에너지와 유사하다. 국제원자력기구(IAEA)에서 적용하는 핵물질의 의미 있는 양은 플루토늄 8㎏, 우라늄 25㎏ 정도로 이 정도의 양이면 조잡한 정도의 핵무기를 제작하는게 가능하다. 그러나 IAEA에서는 고농축 우라늄 15㎏으로도 충분히 우라늄탄 1기를 생산할 수 있을 것으로 보고 있다. 우라늄은 강한 방사선을 내뿜는다. 그런데 천연 우라늄의 방사능은 낮은 축으로, 천연 우라늄 연료를 원자로에 장전하기 전까진 차폐를 안 하든가, 엄청 얇은 정도로만 한다. 반면 농축 우라늄은 상상할 수 없을 정도의 강한 방사선을 갖고 있다. 그런데 이 물질을 건드리거나 손상이 가게 할 정도로 가공할 위력이 가해진다면 자연 방사선보다 엄청난 양의 방사선에 피폭될 수 있다.
그런데 트럼프는 B-2 폭격기를 동원해 벙커버스터를 작렬시켰다. 이 작전이 트럼프가 말한 것처럼 성공했다면 투하된 곳은 지축이 흔들릴 정도의 강력한 대폭발과 더불어 대기 중에 엄청난 양의 방사능이 노출될 것이다. 문제는 아직 이란에 그와 같은 보고가 없다. 분명 우라늄 농축 핵 시설 타격에 성공했다면 벌써 방사능 천지로 덮여 있어야 하는데 이란에 그런 상황이 포착되지 않는다. 아마 트럼프가 폭격한다고 떠들고 있을 때, 다른 안전한 지역으로 우라늄 농축액과 시설 및 설비들을 옮겼을 것으로 보인다. 바로 이러한 부분 때문에 "약속 대련"을 한 것이 아니냐는 의심을 받고 있는 것이다. 여튼 이란과 미국의 "약속 대련"이 맞다면 이란의 다음 대응을 보고 판단할 수 있을 것이다. 이란은 미국에 대대적인 보복을 예고했다. 그러나 그 보복 수준이 경미한 부분에 그치거나, 이 과정에도 뭔가 석연치 않은 부분이 있다면 "약속 대련"이 맞을 가능성이 매우 높아진다.
*필자/ 정길선.
노바토포스 회원, 역사학자, 고고인류학자, 칼럼니스트, 러시아 과학아카데미 유라시아 고고인류학연구소 연구교수.
*아래는 위 기사를 '구글 번역'으로 번역한 영문 기사의 [전문]입니다. '구글번역'은 이해도 높이기를 위해 노력하고 있습니다. 영문 번역에 오류가 있을 수 있음을 전제로 합니다.<*The following is [the full text] of the English article translated by 'Google Translate'. 'Google Translate' is working hard to improve understanding. It is assumed that there may be errors in the English translation.>
Iran's Nuclear Material, US Bunker Buster Drop Could Be a "Promise Sparring"
Columnist Jeong Gil-seon
On the 21st, the US attempted to attack Iran's nuclear facilities by dropping bunker busters. In particular, it focused its attacks on the underground nuclear facility in Fordow, located in a mountainous area. Fordow is a highly enriched uranium production base and is a key part of Iran's nuclear program. It is known that in order to make a nuclear uranium bomb, HEU manufacturing technology is needed to enrich U-235 (uranium with an atomic weight of 235), which is present in natural uranium at about 0.7%, to over 90%. This is because U-238 (uranium with an atomic weight of 238), which accounts for over 99% in nature, does not undergo nuclear fission and cannot be used for weapons or power generation. The device that separates and enriches this U-235 is the centrifuge that Iran has. Uranium gas is injected into an ultra-high-speed centrifuge that rotates tens of thousands of times per minute, and the difference in centrifugal force and weight is used to separate U-235.
LEU (low-enriched uranium), which is enriched to 2-3% U-235, can also be used as a raw material for light water reactors. The problem is that if LEU is put into a centrifuge and the enrichment process is repeated, HEU can be obtained without additional technology or equipment. Once the centrifuge equipment is in place, it is impossible to distinguish whether the purpose of uranium enrichment is to operate a light water reactor or to manufacture nuclear weapons. If uranium can be low-enriched, there is no problem in repeating the process to create highly enriched uranium. In a situation where nuclear testing is banned internationally, the development of nuclear weapons through uranium enrichment is much more threatening. Israel and the United States are pointing out this very point about Iran. On the other hand, plutonium, which does not exist in nature, can only be obtained through the nuclear fission process in a nuclear reactor. When nuclear fuel rods are made from refined uranium and nuclear fission is performed in a reactor, U-238 reacts with neutrons and turns into plutonium, and the nuclear fuel rods must be reprocessed to extract the plutonium.
It is said that the 20 kg of HEU required to make one uranium warhead can be extracted in 6 months if 2,000 new centrifuges are fully operational. However, the space required to install the centrifuges does not exceed 1 m2 per unit, and if they are hidden deep underground, they are almost impossible to find. In addition, the fact that they can be deployed in actual combat without a nuclear test, along with their simple explosion structure and enormous power, are quite attractive to countries that want to possess nuclear weapons. North Korea and Iran did the same. In fact, highly enriched uranium bombs are mainly produced as 'gun-type' nuclear weapons. In the case of gun-type nuclear weapons, uranium is divided into two parts and arranged so that the nuclear material does not exceed the critical mass, which is the minimum mass for nuclear fission, and then the two nuclear materials are combined like a high-performance explosive when detonating a shell to exceed the critical mass.
When the critical mass is exceeded, U-235 undergoes a chain reaction, releasing neutrons and a nuclear explosion that releases a huge amount of energy occurs. The energy released when 1g of U-235 undergoes complete nuclear fission is similar to the energy released when 3 tons of coal are burned. The International Atomic Energy Agency (IAEA) considers a meaningful amount of nuclear material to be 8kg of plutonium and 25kg of uranium, and with this amount, it is possible to produce a crude nuclear weapon. However, the IAEA reports that 15kg of highly enriched uranium is enough to produce one uranium bomb. Uranium emits strong radiation. However, the radioactivity of natural uranium is low, and shielding is not done until natural uranium fuel is loaded into the reactor, or is only very thin. On the other hand, enriched uranium has an unimaginably strong radiation. However, if this material is touched or damaged with an incredible amount of force, it can be exposed to a much larger amount of radiation than natural radiation.
However, Trump mobilized B-2 bombers to detonate bunker busters. If this operation was successful as Trump said, the place where it was dropped would have been hit by a powerful explosion that would shake the earth and a huge amount of radiation would be exposed in the atmosphere. The problem is that there has been no such report from Iran yet. If the uranium enrichment nuclear facility had been hit successfully, it should have already been covered in radiation, but Iran has not detected such a situation. It seems likely that when Trump was talking about bombing, the uranium enrichment and the facilities and equipment were moved to another safe area. This is precisely why there are suspicions that they made a “promise sparring”. Anyway, if the "promise sparring" between Iran and the US is true, we can judge it by looking at Iran's next response. Iran has threatened a large-scale retaliation against the US. However, if the retaliation is only minor, or if there is something unclear in the process, the possibility that it is a "promise sparring" is very high.
