역사적 이야기

핵무기 사고 다툼 속에서도 폭발은 없었다: 핵무기 안전장치의 비밀

지난 반세기 동안 핵무기와 관련된 사고가 놀랄 만큼 많이 일어났습니다. 그럼에도 불구하고 핵무기가 우연히 폭발한 사례는 단 한 번도 없었습니다. 인류는 대체 어떻게 수많은 재앙을 연이어 피해온 것일까요?

1958년에는 미군 기지에 있던 B-47 폭격기가 모로코에서 화염에 휩싸였습니다. 기체에는 핵무기 여러 발이 실려 있었지만, 격렬한 화재 속에서도 무사히 견뎌냈습니다.

3년 뒤인 1961년에는 B-52 폭격기가 미국 노스캐롤라이나주 상공에서 공중 분해되었습니다. 높은 하늘에서 두 발의 수소폭탄이 초원으로 추락했지만, 폭발하지 않고 그대로 떨어졌습니다.

약 20년 후인 1980년에는 아칸소주 군사기지의 한 정비공이 눈치채지 못하게 핵미사일 연료 탱크에 누유를 일으켰고, 다음 날 미사일이 폭발했습니다. 그러나 탄두는 그대로 온전했습니다.

이것은 미국 저널리스트 에릭 슐로서(Eric Schlosser)의 책 『커맨드 앤 컨트롤(Command and Control)』에 언급된 극소수의 사건들에 불과합니다. 세상은 여러 번 바늘 구멍을 통과하듯 아슬아슬하게 위기를 넘겨온 셈입니다.

클린겐달 국제관계연구소(Clingendael Institute)에서 핵확산 문제를 연구하는 시코 반 데르 메르(Sico van der Meer) 연구원은 새로운 사고 소식을 들을 때마다 충격을 받는다고 말합니다. "하지만 유감스럽게도 이런 일은 전혀 새로운 것이 아닙니다. 지난 수년간 이런 사건들은 끊임없이 일어나 왔죠. 특히 과학자들과 언론인들이 오래된 정부 기록 보관소를 계속 파헤치면서 드러나는 경우가 많은데, 사실 이에 대한 공식 통계 자료는 존재하지 않습니다."

핵폭탄의 역사

사고 목록은 길지만, 실제로는 늘 어느 정도 잘 넘겨왔습니다. 알려진 어떤 사건에서도 핵무기의 핵충전물이 점화된 적은 없습니다. 기적일까요? 아니면 설명 가능한 현상일까요? 이를 제대로 이해하려면 핵무기 기술에 대한 기본 지식부터 짚고 넘어갈 필요가 있습니다.

핵폭탄은 제2차 세계대전 중 막대한 규모의 맨해튼 프로젝트(Manhattan Project)에서 처음 개발되었습니다. 미국은 최초로 핵무기를 확보하기 위해 수십억 달러와 10만 명이 넘는 인력을 투입했습니다. 그 결과 1945년 시험에 성공한 두 가지 유형의 핵폭탄이 탄생했습니다.

두 무기 모두 일정량의 우라늄 또는 플루토늄을 강력한 재래식 폭발물로 압축하여 핵연쇄반응을 시작시킵니다. 최종적으로 소량의 질량이 에너지로 변환되는데, 유명한 공식 E=mc²를 통해 계산해 보면 1945년 히로시마를 지도에서 지워버리는 데 필요한 물질은 1그램도 채 되지 않았습니다. 이때 사용된 무기는 영어로 '거너 배럴(gun barrel)' 방식이라 불리는 핵무기였습니다. 이는 만들 수 있는 '가장 간단한' 형태의 핵폭탄입니다. 고속 폭발의 추진력을 받은 한 조각의 고농축 우라늄을 다른 우라늄 조각에 발사하는 방식으로, 총알을 발사하는 원리와 비슷하다고 해서 '총열(銃胴)'이라는 이름이 붙었습니다.

두 번째 유형의 무기는 통제되지 않는 핵반응의 연료로 플루토늄을 사용합니다. 다만 임계질량에 도달시키는 방법이 다릅니다. 플루토늄을 포신을 통해 발사하지 않고, 폭발물로 둘러싸인 구체 안에 넣습니다. 매우 정밀한 타이밍에 맞춰 이 폭발물들을 점화하면 플루토늄이 모든 방향에서 압축되며 핵반응이 시작됩니다.

그리고 수소폭탄이 있습니다. 인류가 만든 가장 강력한 폭탄으로, 아마 더욱 복잡할 것입니다. 앞서 설명한 핵무기를 이용해 차례로 핵융합 반응을 일으켜 더 큰 폭발을 만들어내는 방식입니다.

첫 번째 유형의 핵폭탄을 제외하고, 수소폭탄이 제대로 폭발하려면 무엇보다 매우 정밀하게 조율된 일련의 사건 순서가 필요합니다. 따라서 폭발물의 일부가 우연히 터지더라도 두려운 전멸적 핵반응으로 이어지지는 않습니다.

안전장치: 필수적인 스위치

여기에 더해 현대의 핵무기는 우연히 폭발하는 것을 막는 다양한 안전 시스템을 갖추고 있습니다. 반 데르 메르 연구원은 "모든 폭탄에는 최소 두 개의 활성화 코드가 필요해 '무장'시킬 수 있다고 가정할 수 있습니다. 그래야 광기 어린 장교들 몇몇이 스스로 핵무기를 터뜨릴 기회조차 없으니까요"라고 말합니다. 이른바 허용 조작 링크(Permissive Action Links, PAL) 시스템의 원시적인 형태는 1960년대에 등장했지만, 1980년대 이후 점점 정교해졌습니다.

외무부에서 오랫동안 핵군축과 핵·화학무기 통제 업무를 담당했던 아렌트 메르부르흐(Arend Meerburg)는 "1세대 핵무기 때는 완전히 달랐다"고 말합니다. "1950년대의 핵무기는 거의 보호 장치가 없었고, 게다가 사실상 모든 지휘관이 그런 것을 발사할 수 있었죠…"

1964년 영화 『닥터 스트레인지러브(Dr. Strangelove or: How I Learned to Stop Worrying and Love the Bomb)』에서는 광기 어린 한 장군이 미국과 소련 사이에 핵전쟁을 일으키려 시도합니다. 당시 현실에 대한 풍자였지만, 결코 터무니없는 상상만은 아니었던 셈입니다.

PAL 덕분에 혼자서 핵무기를 발사하는 것이 사실상 불가능해졌지만, 화재나 큰 사고가 발생하더라도 무기가 저절로 폭발하지 않도록 막는 다른 여러 장치들도 있습니다. 예를 들어 현대 핵무기에는 무기 발사 시 나타나는 가속 곡선과 정확히 일치할 때만 작동하는 센서가 탑재되어 있어, 창고에 보관된 무기는 이런 방식으로 폭발시킬 수 없습니다.

또한 뇌관은 이른바 약한 링크(weak link)와 강한 링크(strong link)를 통해 폭발물과 분리되어 있으며, 사고 시 이 링크들이 의도적으로 끊어지도록 설계되어 있습니다. 마지막으로 핵무기에는 등유 화재의 열을 견딜 수 있는 재래식 폭발물이 사용되고, 핵탄두는 내화성 외피로 보호됩니다.

그렇다면 이런 조치들 덕분에 핵무기가 100퍼센트 안전하다고 할 수 있을까요? 반 데르 메르는 "군은 그렇다고 주장할 것"이라면서도 "물론 그것을 완전히 확인할 방법은 없습니다. 핵무기가 우연히 폭발할 확률은 매우 낮지만, 그 결과는 엄청날 것입니다. 『커맨드 앤 컨트롤』 같은 책들은 그동안 적지 않은 '아슬아슬한 재앙'들이 있었다는 사실을 보여주죠"라고 말합니다.

이런 재앙 시나리오 중 하나가 대형 화재 시 폭발물이 폭발하는 경우입니다. 핵무기의 핵충전물이 이런 식으로 터질 확률은 매우 낮지만, 이를 통해 생길 수 있는 것이 이른바 더티밴(dirty bomb, 방사능 폭탄)입니다. 방사성 물질의 일부가 환경으로 방출되어 피해를 일으킬 수 있는 것입니다. 테러리스트가 운이 좋아 핵무기를 손에 넣는 드문 경우에도 노릴 만한 것이 바로 이런 '오염 폭발'입니다. 반 데르 메르는 "테러리스트에게는 현대 핵무기를 폭발시킬 코드도 자원도 없습니다"라고 말합니다.

네덜란드에 있는 핵폭탄들

핵폭탄은 평균적으로 점점 더 안전해졌다고 반 데르 메르는 생각합니다. 하지만 우리가 걱정해야 할 대상은 최신 무기가 아니라 특히 구형 세대입니다. "물론 상당히 오래된 비축분이 있습니다. 볼켈(Volkel) 공군기지에 있다고 추정되는 항공 폭탄은 어쨌든 설계가 1960년대까지 거슬러 올라가는 구형 핵무기입니다. 공식적으로 우리는 그 폭탄에 대해 아는 바가 없지만, 최신 안전 장치를 갖추고 있지는 않으리라고 추측해볼 수 있습니다."

그는 "평화운동 단체들은 그리스처럼 우리도 이 폭탄들을 미국에 돌려줄 것을 오랫동안 요구해 왔다"며 "그럼에도 정부는 여전히 네덜란드에 이들을 보관하는 것이 유용하다고 판단하는 모양새입니다. 일종의 추가적인 긴밀한 동맹 관계를 만들어낼 수도 있고, 더 이상 필요하지 않은 핵무기를 지금 돌려주는 것은 어떤 면에서 미국인들에 대한 모욕으로 받아들여질 수도 있습니다. 게다가 이 폭탄들은 러시아의 핵무기 수도 줄이도록 하는 협상 카드로 '활용'될 수도 있습니다. 정치적으로 복잡한 문제입니다."

반 데르 메르와 메르부르흐가 가장 우려하지 않는 것은 서방의 핵무기입니다. 아마도 최대한 잘 보호되고 있을 테니까요. 반 데르 메르는 "북한처럼 핵무기를 개발한다고 알려진 국가들의 경우는 상황이 다릅니다. 그곳에서는 다른 나라만큼 안전에 투자하지 않았을 가능성이 높습니다. 물론 이것은 계속 추측일 뿐입니다. 사실 세상에서 핵무기 기술만큼 철저히 비밀에 부쳐지는 것은 거의 없으니까요"라고 말합니다.

대량의 핵무기 처리

버락 오바마는 미국 대통령 취임 시 핵무기 없는 세상을 위해 싸우겠다고 약속했습니다. 메르부르흐는 그것이 말처럼 쉽지 않다고 지적합니다. "예컨대 핵무기 비축량을 유지함으로써 이익을 얻는 공장과 연구소들이 있습니다. 특히 막대한 자금이 여기에 투입되니까요. 오바마는 군축을 약속했지만, 실제로는 아직도 수백억 유로가 이곳에 흘러들어가고 있습니다."

메르부르흐에게 가장 중요한 것은 현재 이른바 즉각 대응 태세(high alert)에 놓인 미사일들이 사라지는 일입니다. "수백 발에 이릅니다. 거의 즉시 발사될 수 있는 로켓들이죠. 예를 들어 러시아 쪽에서 기술적인 문제가 생겨 우연히 무언가를 발사하게 되면, 미국은 거의 자동적으로 보복합니다. 이렇게 우리는 일종의 종말의 기계(doomsday machine)를 만들어냈습니다. 이건 매우 나쁜 상황이고, 이에 대한 관심은 너무나 부족하다고 생각합니다."

반 데르 메르 역시 전 세계 모든 핵무기의 제거에 찬성합니다. "전체적으로 무려 18,000개에 달하는 핵탄두가 있고, 그중 97퍼센트를 두 나라가 보유하고 있습니다. 미국과 러시아는 세상을 몇 번이고 파괴할 수 있는 능력을 갖추고 있죠. 핵무기는 위험할 뿐만 아니라 유지비용도 많이 들 뿐더러, 사실상 실전에 쓸 수 있는 무기도 아닙니다. 도시 하나를 통째로 파괴하겠다는 발상은 어떤 의미에서 이미 시대에 뒤떨어집니다. 정밀 유도 재래식 무기로는 위험한 개인 몇 명을 제거하는 일이 이제 매우 쉬우니까요. 그 점에서 화학무기와 평행선을 그려볼 수 있습니다. 화학무기는 오래전부터 모두가 근절해야 한다고 합의해 온 무기입니다."