Research Article

Protective Facility. 30 November 2024. 51-59
https://doi.org/10.23310/PF.2024.1.1.051

ABSTRACT


MAIN

  • 1. 서 론

  • 2. 핵폭발에 대한 국내외 방호전략 분석

  •   2.1 핵 공격 시 피해 유형 분석

  •   2.2 국내외 핵전 방호전략 평가

  • 3. 핵폭발 시뮬레이션을 통한 피해평가

  •   3.1 초기효과에 대한 분석

  •   3.2 잔류효과에 대한 분석

  • 4. 핵 방호태세 발전방향

  •   4.1 초기효과에 대한 방호태세 구축 방향

  •   4.2 잔류효과에 대한 방호태세 구축 방향

  • 5. 결 론

1. 서 론

북한은 2006년 10월 첫 핵실험 성공을 발표하고 2012년 4월 핵 보유를 공표하였다. 이후, 지속적인 핵실험을 강행하였고, 2020년 7월 결국 역대 최대 규모의 핵실험을 수행함으로써 수소탄 보유가 공식화되었다(Che et al., 2022). 특히, 2021년 1월 제8차 당 대회에서 핵무기 선제 사용(First-use) 독트린(Doctrine)으로의 전환 및 핵무기의 전술 무기화를 언급한 이후 22년 9월 최고 인민 회의를 통해 핵무기 사용 매뉴얼을 포함하는 법령을 제정하며 핵 위협의 긴장감을 고조시켰다. 최근 악화되고 있는 남북관계와 이스라엘-하마스 전쟁, 중국-대만 갈등 등 군사적 위험이 증가하고 있는 국제 정세를 고려한다면 북한의 핵 위협은 최고조에 달해 있다고 판단된다. 또한, 북한의 신형 미사일은 군사 목표를 사전에 정확히 제압하고 핵전쟁을 수행할 능력이 있다고 평가받는 상황이다(Defense Intelligence Agency, 2023).

반면, 대한민국은 2006년 국정감사에서 지하 핵 대피시설에 대한 의무화 개정 법률안이 상정되었으나 비준되지 못하였고 결국, 실질적 핵 방호체계 구축은 이뤄지지 않았다(Kim and Kang, 2017). 민간분야의 일부 연구에서는 지하 핵 대피시설의 대상, 범위, 규모 및 표준 모델 등에 관한 선행연구가 진행되기도 하였으나, 아직까지 ‘방사능 방재 대책법’의 원자력시설 관련 기준보다 구체적인 기준은 존재하지 않는다(MIS, 2018). 군에서도 ‘국방·군사시설기준’ 규정에 따라 극히 일부 상위 제대의 주요 방호시설에 대해서는 EMP 방호가 가능하도록 기준을 적용하고 있으나, 그 밖의 시설들은 하위 등급으로 분류되어 핵전 상황에서의 방호는 상당히 취약한 상황이다. 무엇보다도 핵 공격 시 예상되는 피해 규모나 범위를 추정한 정량적인 데이터가 부족하여 핵 방호태세를 구축하기 위한 전략과 방향성을 정하기 매우 어려운 실정이다.

특히, 대피시설을 규정하는 민방위기본법에 의하면 연면적 60 m2 이상의 방송청취가 가능한 지하시설이면 대피시설로 규정 가능하도록 명시되어 있어 민간 대피시설에 대한 별도의 과학적, 공학적 근거에 기반한 기준은 전무하다 할 수 있다.

본 연구에서는 핵전 방호태세를 구축하기 위한 기초연구로서 핵 방호에 관한 선진국의 정책, 핵 방호시설 구축현황, 기술발전 동향 등을 조사하였다. 또한, 핵 위협에 따른 피해 유형을 분석하고, Nukemap 시뮬레이터 및 TM(Technical Manual) 5-855-1을 통하여 예상되는 피해의 정량적 데이터를 획득하였다. 이를 통해 국내 핵 방호태세 구축을 위한 전략과 발전 방향을 제시하였다.

2. 핵폭발에 대한 국내외 방호전략 분석

2.1 핵 공격 시 피해 유형 분석

재래식 무기는 폭풍파의 형태로 에너지를 방출하고 에너지가 파편을 분산시키며 파괴력을 제공하는 반면, 핵폭발 에너지는 폭풍파, 열복사선, 핵방사선의 3가지 형태로 방출된다. 이 3가지 형태의 에너지 방출 비율은 핵무기의 특성뿐만 아니라 폭발 형태, 위치(고도) 등의 환경적 특성에 영향을 받는다. 예를 들어 20 kt 위력으로 500 m의 저고도 공중 폭발을 발생시킬 경우 그 피해의 정도는 폭풍파 50 %, 열복사 35 %, 방사능 및 낙진 14 %, 전자기파(EMP, Electro Magnetic Pulse) 1 %로 나타나며, 폭발원점에 근접할수록 치명적인 피해 및 방사능 오염이 발생하게 된다(Glasstone, 1964).

일반적으로 폭발위력이 커질수록 열복사에 의한 피해 범위는 다른 유형의 피해 범위를 넘어서 증가하는 경향을 보이나 전체적인 핵폭발 피해 범위는 위력에 비례하여 증가하지는 않는다(Glasstone, 1694). 폭발 고도에 따라서는 폭발 고도가 낮아질수록 낙진이나 감응방사선 등의 잔류 방사선 피해가 증가하는 반면, 30 km 이상의 고고도 핵폭발의 경우 폭풍파나 방사능 낙진 피해보다는 넓은 범위에서의 광복사 피해 비율이 크게 발생한다. 이와 함께 강력한 X선 및 감마선으로 인하여 발생하는 콤프턴 효과(Compton effect)에 의해 전자기펄스가 발생하여, 넓은 지역에서의 통신 교란 및 IT 설비 파괴 피해가 발생한다(Kang et al., 2019).

핵폭발 피해의 형태는 폭발 후 경과 시간에 따라서도 분류할 수 있다. 핵폭발 이후 1분 이내에 발상하는 폭풍, 열복사, 초기 핵방사선, EMP 효과를 ‘초기효과’로 분류하였을 때, ‘잔류효과’는 핵폭발 1분 이후 발생하는 효과로 낙진효과와 감응방사선로 정의할 수 있다. 결국, 폭발 고도에 따라 비교했을 때 고고도 폭발일수록 초기효과로 인한 피해가 심각하며 지표면에 근접한 핵폭발일수록 잔류효과로 인한 피해의 정도가 크다고 볼 수 있다. 방호관점에서 핵폭발 피해를 고려할 때 이처럼 초기효과와 잔류효과로 분류하여 방호수단과 대처방안을 고려하는 것이 효과적이다. 초기효과에 대해서는 억제, 조기경보를 통한 피난 및 대피 효과를 높이는 방호수단이 사용되어야 하며, 잔류효과에 대해서는 응급·구호·의료·도시재건 활동과 관련한 사안을 검토하고 발전시켜야 한다. 특히, 잔류효과는 폭발 이후 장기적으로 오염지역을 형성하며 향후 사회복구 및 군사작전에 미치는 영향이 크다는 점에서 핵폭발 초기 단계 이후의 방호체계 구축 시 주요 위협으로 고려할 필요가 있다.

2.2 국내외 핵전 방호전략 평가

2.2.1 주요 선진국의 핵전 방호전략 분석

미국, 이스라엘, 스웨덴, 영국 등 주요 선진국은 핵전 상황에 대한 방호체계를 적극적이며 체계적으로 구축해왔다. 먼저, 미국은 냉전 시대를 거치며 1979년 연방재난관리청(FEMA, Federal Emergency Management Agency)를 설립하고 핵 공격 및 테러에 대한 대비에 집중하였다(Kim and Kang, 2017). 그 후, 자연재해 등에 대한 통합적인 대비가 불충분함을 보완하고, 9·11 테러 이후 국가 전반의 재난관리체계를 재정비하고자 FEMA와 22개의 연방 기관을 모체로 하여 각종 위기관리 업무를 총괄하는 국토안보부(DHS, Department of Homeland Security)를 창설하였다. DHS는 미국에 대한 테러공격 예방과 화학·생물학·방사능·핵 등에 대한 사전 정보 분석 및 비상대응을 주관한다. 또한, 핵 방호시설로서 지하 방호시설을 구축하여 상시 관리하고 있다. 하지만 미국은 핵보유국이면서도 지리적으로 인접한 국가로부터의 위협이 적어 적극적인 외교·군사적 억제정책과 요격체계 확보를 통한 주동적 방호체계를 주요 기조로 하고 있다(Glaser and Fetter, 2001).

이스라엘은 아이언돔과 같은 피격 전 요격시스템을 갖춰온 결과 최근 하마스 및 인접 국가들과의 군사적 갈등에서 그 방호 성과를 증명하고 있다. 이처럼 이스라엘은 과학기술을 총동원한 국가 요새화 전략을 기조로 방호체계를 갖춰왔다(Jewish Virtual Library, 2023). 그뿐만 아니라 대피시설, 경보체계, 민방위 훈련 등 수동적 방호체계도 훌륭히 갖추고 있는 나라로 평가된다.

반면, 스웨덴은 약 65,000개의 대피시설을 갖추는 수동적 방호체계를 기조로 하고 있다. 잠재적인 적국의 공습으로부터 국가와 국민을 보호하기 위하여 1940년대부터 구축되기 시작한 대피시설은 핵전쟁 위협의 시대를 거치며 현재까지 유지·보수되고 있다. 대피시설의 수도 점차 늘어나 현재에는 자국민의 70 %까지 수용할 수 있다. 주변 위협국과의 기술격차를 인지하고 핵 공격을 포함한 주요 위협에 대한 짧은 반응 시간을 고려하여 스웨덴은 수동형 방호체계라 할 수 있는 견고한 방호시설물 구축을 주 대응 전략으로 설정한 것이다(Swedish Civil Contingencies Agency, 2023). 특히, 공공용 대피시설은 대규모 암굴식 대피호 형태로 구축하여 국가에서 운영 및 관리하고 있으며, 개인용 대피호는 개인의 주택 지하에 구축하되 방사선량 노출에 대비한 14일 이상의 대피 기간을 명시하여 규정하고 있다(Kim et al., 2020). 이와 같은 핵 공격에 대한 주요 선진국들의 사례를 비추어 볼 때, 각국은 핵폭발 상황을 실제 위협으로 상정하고 적극적으로 방호역량을 갖춰왔음을 확인할 수 있다. 그중에서도 각 국가가 직면한 위협 혹은 지리적 특징 및 기술적 수준에 의해서 주동적 방호체계 혹은 수동적 방호체계로 구분하여 방호전략을 구축해오고 있다.

2.2.2 국내의 핵전 방호전략 분석

현재 국내 핵전 방호체계를 Fig. 1에 나타낸 핵폭발 전·후 상황 시나리오를 토대로 분석해보았다.

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Fig. 1

Nuclear explosion scenario

위협 D-3일부터 긴급경보에 따라 소산, 피난, 대피가 진행되며 이는 폭발상황 직전까지 진행된다. 이 단계에서는 긴급대피 경보 및 전파체계 구축이 필요하며 안전하게 인원을 수용할 수 있는 충분한 용량의 지하 대피시설을 필요로 한다. 이에 국내에서는 지하쇼핑몰, 지하철역과 같은 민간 지하시설물을 핵 위협과 같은 재해 상황에서 대피시설로 활용하도록 계획하고 있다. 하지만, 위 민간시설들은 폭압 및 화생방 상황에서 물리적 차단능력을 충분히 갖추고 있지 않으며, 각 지역 단위별로 충분한 인원수용이 불가한 상황이다(Kim et al., 2018). 또한, 대피 및 방호시설들의 입지 적정성도 인구나 기반시설의 분포에 적합한지 검토가 필요하다(Dong et al., 2019).

핵폭발 이후 초기피해 단계 시에는 사후 경보체계 및 전 국가적 대응체계가 필요하다. 초기피해 직후 폭발원점 지역과 피해 규모에 대한 즉각적인 파악과 그에 따른 대응 및 전파가 가능하도록 체계화된 컨트롤 타워가 필요하다. 그러나 대한민국은 아직까지 사후 경보나 대응 대책, 그리고 기관별 행동 및 작전 요령이 구축되어 있지 않은 상황이다. 또한, 초기피해 단계에서의 정확한 상황을 식별할 수 있는 무인 감지체계 등이 마련되어 있는지, 이들의 정기적인 검증은 이뤄지고 있는지도 불분명하다.

초기피해 이후 D+1일에 해당하는 기간부터는 잔류효과에 대한 방호가 중요하다. 잔류효과는 낙진 및 감응방사선의 영향으로 가장 많은 사상자를 발생시킬 수 있다. 이에 대한 효과적인 방호를 위해서는 지속적인 핵 피해 및 경과에 대한 평가와 전파가 필요하며 응급, 구호, 제염, 의료체계의 통제 및 가동체계가 구축되어야 한다. 추가적으로 최소 D+14일까지 장기적으로 대피할 수 있는 시설을 구축하여 내/외부에 대한 작전 지속지원이 이뤄져야 한다. 하지만, 현재 잔류효과 발생 후의 계획은 전무하며, 민간 지하시설을 장기적 대피시설로 활용하기에는 화생방 방호체계가 제대로 구축되지 않아 제한되는 상황이다.

3. 핵폭발 시뮬레이션을 통한 피해평가

3.1 초기효과에 대한 분석

핵전 하 방호태세 발전 방향을 도출하기 위한 기초 데이터를 마련하기 위하여 먼저 북한의 핵 공격 시나리오별 주요 도시에 대한 피해평가를 수행하였다. 핵폭발 시뮬레이션을 위해서 대량살상무기에 의한 피해 범위 및 사상자 수 예측을 지원하는 Nukemap 시뮬레이터를 활용하였다. Nukemap은 웹기반(https://nuclearsecrecy.com/nukemap/)으로 공개되어 있으며 지역별 인구통계 값과 연동하여 사상자 수에 대한 추정값을 제공하고 있다(Wellerstein, 2016; Eaves, 2017).

먼저 20 kt, 50 kt, 100 kt, 200 kt의 핵폭발 위력에 따른 폭풍파, 열복사선, 초기 방사선의 영향 범위를 Fig. 2와 같이 도출하였다. Fig. 2에서 초록색 선은 500 rem의 방사선 영향 범위를, 검은색 선은 34.47 kPa(= 5 psi) 압력을 가지는 폭풍파에 의한 영향 범위를, 주황색 선은 8.88 cal/cm2의 열복사선 영향 범위를 각각 나타낸다. 500 rem의 방사선량을 맞게 될 경우 약 1개월 내 사망할 가능성이 높으며, 생존자들 역시 암으로 인해 사망할 확률이 15 %로 알려져있다. 34.47 kPa의 압력은 도시에서 중간 정도 수준의 피해를 발생시키며, 8.88 cal/cm2의 열복사선은 3도 이상의 화상을 유발하는 것으로 알려져 있다. 폭발 고도는 폭풍파에 의한 피해가 가장 크게 발생할 수 있는 500 m로 설정하였다.

동일한 고도에서 폭발할 경우 핵폭발 위력이 증가할수록 폭풍파 및 열복사선의 피해 범위는 증가하나 초기 방사선의 피해 범위는 증가하지 않는 모습을 보였다. 즉, 초기 방사선은 위력보다는 폭발 고도나 폭탄의 구성에 영향을 크게 받는다는 것을 알 수 있었다.

이와 같은 초기효과에 의한 피해를 감소시키기 위해서 미 통합시설기준(Unified Facities Criteria, UFC)에서는 핵폭탄의 살상력이 가장 효과적인 공중 500 m에서 폭발할 경우를 기본가정으로 설정하여 지하 3층 정도의 깊이에 해당하는 지하 10 m 이하에 핵 대피시설을 설치할 것을 권고하고 있다(U.S. DoD, 2013). 이에 지하 대피시설을 설치할 경우 피해를 최소화하기 위해 필요한 벽체 소요 두께를 TM 5-855-1에서 제공하는 지하시설 설계방법을 통해 대피시설의 설치 깊이에 따라 평가해보았다(Fig. 3)(U.S. Department of the Army, 1986).

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Fig. 2

Initial damage evaluation from nuclear explosion

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Fig. 3

Required thickness and installation depth for underground structure in nuclear explosion

Fig. 3에서 파란색 선은 가벼운 배면파쇄, 주황색 선은 심각한 배면파쇄, 초록선 선은 10 cm 이하의 균열, 하늘색 선은 10 cm 이상의 균열에 해당하는 방호수준을 의미한다.

분석 결과, 1 m 두께를 가지는 지하구조물이 10 cm 이하의 균열에 해당하는 피해를 가지는 한계 설치 깊이는 약 19 m로 산정되었다. 또한, 10 m 깊이에 설치된 지하구조물이 동일하게 10 cm 이하의 균열에 해당하는 피해를 가지기 위해서는 최소 4 m 이상의 두께를 가져야 하는 것으로 나타났다. 문제는 Fig. 3의 설계는 폭풍파 압력으로 발생하는 지반 충격을 재래식 무기 기준으로 고려하여 수행된 것이며, 폭풍파 압력의 자중이나 지반과 구조물의 상대적 변위, 핵폭발로 인한 다른 효과들을 전혀 반영하지 못하였다. 즉, Fig. 3에 나타난 한계 설치 깊이나 최소 두께는 실제 설계 시에는 더욱 증가해야 한다는 것을 의미한다. 많은 수의 지하 대피시설이 10 m 이내에 지정되어 있다는 것을 고려한다면, 결국 유사시 오히려 집단무덤이 될 가능성이 크다는 것을 시사한다.

3.2 잔류효과에 대한 분석

초기효과 이후 낙진 및 감응방사선에 의한 잔류효과 피해평가 결과를 핵폭발 위력별로 Fig. 4에 나타냈다. 여기서 빨간색으로 표시된 범위는 방사선율 100 rad/h, 주황색 범위로 표시된 범위는 방사선율 10 rad/h, 노란색 범위로 표시된 범위는 방사선율 1 rad/h을 나타낸다. 낙진의 피해 범위만을 살펴보기 위해 바람의 방향은 임의로 설정하였으며, 풍속은 24 km/h로 가정하였다.

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Fig. 4

Radiation fallout effect from nuclear explosion

잔류효과의 피해 범위는 폭발위력이 증가할수록 넓어지며, 초기효과와 비교하여 상당히 광범위한 지역에 피해가 발생하는 것을 확인할 수 있었다. Table 1은 핵폭발에 의한 초기효과 및 잔류효과에 의한 사상자 수를 비교, 정리한 것이다.

Table 1

Casualties from nuclear explosion

Nuclear explosion power Casualties
Initial effect Remaining effect
20 kt 479,116 1,308,153
50 kt 797,813 2,250,321
100 kt 1,292,599 3,207,699

핵폭발의 위력이 증가할수록 초기효과와 잔류효과의 사상자 수 모두 증가하는 것을 확인할 수 있다. 폭발 이후 경과 시간에 따라서는 잔류효과에 의한 사상자 수가 전체 사상자의 2/3 이상의 비중을 차지하였다. 이는 잔류효과에 의한 피해 범위가 훨씬 광범위하며, 효과 지속 시간도 상대적으로 길기 때문에 발생한 결과이다. 실제로 히로시마 원자폭탄 투하 시에도 ‘검은 비’라 불렸던 낙진과 감응방사선에 의한 사망자 수가 훨씬 많았었다. 결국, 핵폭발 발생에 의한 즉각적인 피해를 저감시키는 것도 중요하지만 발생 이후에 응급, 의료, 후송, 군사작전 등의 대응 전략을 구축함으로써 많은 사상자 수를 줄일 수 있을 것이라는 결론이다.

Fig. 4에 표시된 방사선율을 토대로 국제방사선방호위원회(ICRP, International Commission on Radiological Protection)에서 규정하는 방사선 업무종사자의 평시 연간 피폭 기준인 50 mSv와 비상시 연간 피폭 기준인 250 mSv를 기준으로 작전 및 대응 가용시간을 산정하여 Table 2에 정리하였다.

Table 2

Allowed operation time against radiation exposure

Region rad/h mSv/h Allowed operation time
Bounded 50 mSv Bounded 250 mSv
A (Yellow) 1 9.3 5.3 hours 2.2 days
B (Orange) 10 93.3 30 minute 5.3 hours
C (Red) 100 933.3 3 minute 30 minute

분석 결과, 방사능 오염 수준이 한 단계씩 낮아지더라도 작전 및 대응 가용시간이 기하급수적으로 증가하는 것을 확인할 수 있었다. 즉, 사후 정확한 방사능 오염구역 평가 및 전파뿐만 아니라 전반적인 제염이 동반된다면 응급 및 구조활동을 수행할 수 있는 시간을 안정적으로 증가시켜 사상자 수를 획기적으로 감소시킬 수 있을 것이다.

4. 핵 방호태세 발전방향

4.1 초기효과에 대한 방호태세 구축 방향

핵폭발 시 초기효과에 의한 피해를 감소시키기 위해서는 각 시나리오 단계별 통제기관의 주도하에 신속한 대응 및 대피가 이루어져야 한다. 또한, 지상 대피시설을 통한 물리적 저항보다는 주요 대피 및 방호시설을 지하화하고, 안전한 폭발 이격거리를 확보하기 위한 선제 요격시스템을 구축하는 것이 필요하다. 단, Fig. 2에서 분석된 바와 같이 폭발원점 인근 주요한 폭발압력 영향 범위 내에 있을 것으로 예상되는 지역에 대해서는 대피시설로 지정하고자 하는 대상시설의 깊이를 재검토하고 기존 지하시설의 방호력 증진을 위한 보강이 필수적으로 이루어져야 할 것이다.

지하 대피시설은 초기효과 이후로 발생하는 낙진 등의 잔류효과에 의한 피해를 최소화하기 위해 최소 2주간 대피할 수 있는 화생방 방호능력을 보유할 필요가 있다. 스웨덴, 핀란드에서의 사례와 같이 장기간의 대피기간 동안 다수 민간인의 생존을 유지할 수 있도록 지역 단위 및 인구수를 고려한 대피시설 설치와 충분한 생존 비품을 갖출 수 있도록 도시 방위 계획을 수립해야 할 것이다.

4.2 잔류효과에 대한 방호태세 구축 방향

잔류효과에 의한 시간 경과별 피해분석 결과는 방사능 오염지역에 대한 초동조치 대응 능력이 필요함을 시사한다. 초동조치 인원들의 작전 범위는 선량 1 rad/h 이하 지역으로 제한하되, 10 rad/h 선량 수준의 지역에서도 제한적인 작전을 수행할 수 있도록 본 연구에서 분석한 바와 같이 폭발위력, 원점으로부터의 거리 등에 따른 시간별 피해 범위에 대한 평가가 실시간으로 이루어질 수 있어야 한다. 또한, 잔류피해 대응 인원의 방호복 성능에도 주목할 필요가 있다. Table 3은 일정 수준의 방사능 차폐 성능을 가지는 방호복 혹은 방호수단 강구 시 수행할 수 있는 작전가용 시간을 분석한 것이다.

Table 3

Mission duration with protective gear worn in 250 mSv criterion

Region Allowed operation time bounded 250 mSv
0 % diminished 20 % diminished 50 % diminished
A (Yellow) 2.2 days 2.8 days 4.5 days
B (Orange) 5.3 hours 6.8 hours 10.8 hours
C (Red) 30 minute 41 minute 1.1 hours

분석 결과, 일정 수준 이상의 방사능 방호수단을 갖출 경우 작전 가용시간은 크게 증가하였으며, 50 % 이상의 방사능이 차폐될 경우에는 1 rad/h 수준의 방사선 노출 환경에서 100시간 이상의 응급 및 초동조치 시간을 확보할 수 있음을 확인할 수 있었다. 이처럼 방사능 오염지역 평가 기술뿐만 아니라 방호 장비 및 방호수단의 고도화도 동시에 개선되어야 할 것으로 판단되며, 제시된 허용시간 동안 작전 활동을 성공적으로 달성할 수 있는 역량을 갖출 수 있도록 훈련 역시 병행되어야 할 것이라는 결론이다.

무엇보다도 사후 피해평가와 이에 적합한 응급, 구호, 제염, 의료 등의 대응을 유기적이고 체계적으로 수행할 수 있는 컨트롤 타워가 구축되어야 할 것이다. 그리고 각 기관의 임무와 대응 전략을 기준 및 법령상 명시하여 지속적으로 훈련하고 인지하고 있어야 할 것이다.

5. 결 론

최근 급변하는 안보환경을 고려했을 때 기존의 핵무기 억제 전략과 같은 대응은 실질적으로 국민의 생명과 재산의 안전을 보장하기에는 충분하지 못하다. 능동적인 대안으로 핵무기를 보유하는 것은 국제 사회 속 안보협력 측면에서 제한되는 상황에서 최적의 대응은 확고한 핵 방호태세를 확립하는 것이다. 그러나 대한민국 핵 대피 및 방호시설의 수준과 핵전 하 대응체계는 선진국 대비 매우 미비하여 개선이 시급한 실정이다. 본 연구에서는 주요 도시에 대한 핵폭발 시뮬레이션을 통하여 피해평가를 수행함으로써 국내 핵 방호태세 구축을 위한 정량적 지표를 도출하고 핵 방호태세 발전 방향과 로드맵을 제시하였다. 주요 연구 결과는 다음과 같다.

(1) 특정 도심지역에 대해 20 kt, 50 kt, 100 kt, 200 kt 위력의 핵폭발 발생 시 피해 범위와 사상자 수를 평가하였다. 먼저 폭풍파, 열복사선, 초기 방사선의 초기효과에 대해서는 폭발 고도에 따라 발생 비율 및 피해 범위가 달라질 수 있다는 것을 확인하였으며, 폭발원점 인근 주요한 폭발압력 영향 범위 내에 있을 것으로 예상되는 지역에서 기존 지하시설을 대피시설로 지정하고자 할 때 지정 깊이나 방호보강 측면에서 추가 연구가 필요할 것으로 분석되었다.

(2) 핵폭발 시 잔류효과에 의한 사상자 수는 초기효과에 의한 사상자 수에 비해 대폭 증가하였다. 이는 핵폭발 발생 이후에 응급, 의료, 후송, 군사작전 등의 대응 전략을 구축한다면 많은 수의 사상자를 감소시킬 수 있다는 것을 시사한다. 국제방사선방호위원회 피폭 기준에 의거하여 작전 가용시간을 판단한 결과, 초동조치 인원들의 작전 범위는 선율 1 rad/h 이하 지역으로 제한하는 것이 바람직한 것으로 판단되었으며, 사후 지속적인 방사선 피해 범위 평가 및 전파를 수행할 수 있는 시스템 마련이 시급하다는 결론이다.

(3) 초기효과에 대한 방호태세 구축을 위해서는 신속한 경보 및 피난과 함께 다수의 인원을 보호할 수 있는 지하 대피시설의 구축이 시급하였다. 잔류효과에 대해서는 방사능 오염지역에 대한 실시간 평가 기술과 함께 방사능 차폐를 위한 방호수단이 고도화된다면 더욱 증가된 작전 가용시간을 확보할 수 있다는 결론이다. 추가적으로 응급, 구호, 제염, 의료 등의 대응을 유기적이고 체계적으로 수행할 수 있는 컨트롤 타워의 구축이 이루어져야 할 것이다.

Acknowledgements

이 연구는 2021년도 육군사관학교 핵·WMD방호연구센터의 연구비 지원을 통해 수행되었습니다.

References

1

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