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北 '핵EMP탄' 400km서 폭발시 美 본토까지 '블랙아웃'

ADD연구진 11일 KIMST학술대회서 발표

60~70km 폭발시 남한이 전자기파 영향

통신·전력·인공위성 등 손상·파괴·통제상실

핵폭발후 수 년까지도 위성 성능저하 초래

핵 지상 폭발(왼쪽)과 고고도 폭발 장면 비교 이미지. 고고도에서 폭발시 대규모 EMP가 발생해 지상의 전력시설 등은 물론이고 외기권의 인공위성 등도 마비될 수 있다. /이미지 출처=ADD 연구자료




북한이 각종 전자장치들을 순식간에 마비시킬 수 있는 핵전자기(EMP)탄을 개발한 것으로 알려진 가운데 유사시 한반도는 물론이고 미국 본토에까지 피해가 미칠 수 있다는 분석이 나왔다.

국방과학연구소(ADD) 연구진은 11일 대전 도룡동 대전컨벤션센터에서 열린 ‘2021한국군사과학기술학회(KIMST) 종합학술대회’에서 이 같은 분석 결과를 발표했다. 연구진은 고도 60~70km에서 핵무기가 폭발할 경우 한반도 남한 영역이 고고도 전자기펄스(HEMP) 영향 반경에 들어간다고 진단했다. 아울러 고도 400km에서 핵폭발시 미국의 동쪽 및 서쪽 국경이 모두 HEMP 영향 반경에 포함된다고 설명했다.

연구진은 “고고도 핵폭발은 HEMP를 만들어 넓은 지상영역을 동시에 무력화시킨다”며 “위성체계 영향으로는 지상국 및 전력 통신망 파괴 및 손상에 따른 위성체 통제권 상실"이라고 지적했다. 쉽게 말해 전기와 통신이 끊기는 ‘블랙아웃’ 사태가 올 것이라는 뜻이다.

일반적으로 HEMP는 30km이상 높이의 고고도에서 핵폭발시 발생한다. 핵폭발로 방출된 감마선이 고도 20~30km에 이르는 지구 대기층을 통과해 대기입자와 충돌할 때 해당 입자가 전자를 방출하면서 이온화하는데 방출된 전자로 인해 전자기파가 생기는 것이다.



연구진은 200~2,000km상공에 떠 있는 저궤도 인공위성은 20~30km에서 발생되는 HEMP와 거리가 떨어져 있어 상대적으로 직접적인 영향이 미미할 것이라고 밝혔다. 다만 위성을 통제하는 지상체는 즉각적인 위협에 노출된다고 내다봤다. 아울러 핵폭발시 핵과 저궤도 인공위성이 가시영역(Line of sight, 시선각 방향)에 있다면 '시스템생성 핵 전자기파(SGEMP, System Generated ElectroMagnetic Pulse)가 발생해 위성체가 즉각적으로 손상을 입는다고 분석했다. 아울러 지구자기장에 갇힌 대전입자로 인해 위성체가 점진적 성능 저하를 겪거나 파괴될 수 있다고 전망했다.

SGEMP란 핵폭발로 발생한 방사선(감마선, X-선)에 전자장비가 노출됐을 때 해당 시스템의 전자부품 등에서 자유전자가 방출돼 전자기파가 생기는 현상이다. 연구진은 고궤도나 중궤도 위성보다는 저궤도 위성이 SGEM에 상대적으로 더 취약하다고 설명했다. 핵폭발 이후 수일~수년에 걸친 장기적 영향으로 지구의 자장에 갇힌 전자입자들이 위성체에 유입돼 태양전지판 등의 점진적 성능저하를 유발한다는 뜻이다.

연구진은 “고고도 핵 EMP탄은 지상시스템 파괴가 가능한 강력한 수단이며, 위성체에 미치는 여향을 부수적인 영향이나 무시할 수 없는 수준”이라고 경고했다. 이에 따라 우리 정부와 군은 북한의 핵EMP 도발시 핵 폭발 전 요격하고, 요격 실패시 EMP가 주요 기간시설과 전자장비 등에 피해를 미치지 않도록 EMP방호력을 강화해야 할 것으로 보인다. 그러나 우리 군은 북한의 고고도 핵폭발을 통한 EMP 공격을 요격할 수 있는 유일한 대공미사일인 스탠다드미사일-3(SM-3)의 수입을 중국 및 북한 눈치를 보느라 주저하고 있다.

한편 이번 연구는 ADD의 배민지·나경수·서인호·유지희 박사가 실시해 발표했다. 이번 종합학술대회는 12일까지 1박 2일 동안 개최된다.
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