美 물리학자 "어뢰 폭발했다면 '1번' 글씨 타버려"
버지니아대 교수 "물속에서도 폭발열 13%만으로 잉크 녹아"
2010.05.31 12:34:00
美 물리학자 "어뢰 폭발했다면 '1번' 글씨 타버려"
민군 합동조사단이 천안함을 공격한 것으로 제시한 어뢰 추진체의 '1번' 글씨와 관련, 아무리 바다 속이라도 어뢰가 터졌다면 잉크 글씨가 타버릴 수밖에 없다는 전문가의 분석이 나왔다.

미 버지니아대 물리학과 소속의 한 교수는 "(북한제라는 어뢰의) 250kg의 폭약량에서 발산된 에너지양에 근거해 간단한 계산을 해보면 폭발 직후 어뢰의 추진 후부 온도는 쉽게 350°C 혹은 1000°C 이상까지도 올라가게 된다"며 "이러한 온도에서 유기 마커펜의 잉크는 타버리게 된다"고 결론을 내렸다.

국회 천안함 진상조사특위 소속 최문순 의원(민주당)은 31일 보도자료를 통해 자신이 분석 의뢰한 이 교수의 결론을 전하면서 "파란색 '1번' 표기는 지워질 수밖에 없다는 결론"이라고 설명했다.

▲ ⓒ뉴시스
분석에 따르면, 마커펜의 잉크는 크실렌과 톨루엔, 알코올로 이루어졌는데 세 성분 중 크실렌의 끓는점이 138.5°C로 가장 높기 때문에 어뢰가 폭발하면서 프로펠러 부분이 최소 150°C 이상만 돼도 모든 성분이 날아가 버리게 된다.

이 교수는 어뢰가 바닷물 속에서 터졌다는 사실을 감안해 바닷물의 온도를 4°C라고 가정하고 어뢰 폭발로 150°C까지 올라가려면 얼마나 많은 열이 필요한지를 계산했다. 그 결과 그는 250kg의 화약이 물속에서 폭발할 경우 발생하는 열의 13%만 철로 전달되어도 철의 온도는 150°C 이상 올라가 잉크가 타버린다고 결론을 도출했다.

최문순 의원은 "합조단에서 흡착물질 분석 결과를 설명한 국방과학연구원의 이근득 박사도 폭발 과정에서 발생하는 열은 기본적으로 3000°C 이상이라는 의견을 진술한 바 있다"고 말했다. 잉크를 녹이고도 남는 열이 발생한다는 것이다.

<최문순 의원이 공개한 버지니아대 물리학 교수 분석 한글 번역본>

* 사실

- 마커의 잉크는 크실렌, 톨루엔 그리고, 알콜로 이루어져있다.
- 각각의 끓는점은 138.5 °C (크실렌), 110.6 °C(톨루엔), 78.4°C(알콜)이다.

* 주요 의문: 어뢰의 프로펠러 부분이 폭발시 150 °C 이상 다다를 수 있는가.

의문1. 어뢰 폭발시 발생하는 에너지의 크기는 얼마인가?

답 1. 원자력 규제 위원회(Nuclear Regulatory Commission)에 의하면, 폭발시 방출되는 에너지, E의 크기는 E(kJ 단위) = 4500 * W(kg 단위) 이며, 이때 W는 화약의 무게이다.

대략 60%의 에너지가 열, Q로 변환된다.
따라서, 250kg의 화약의 경우, 방출되는 열의 크기는

Q(kJ) = 4500 * 0.6 * 250 kg = 6.81 * 10^5 (kJ) = 6.81 * 10^8 (J)

의문 2. 철로 된 1700kg의 어뢰 부분이, 예를 들어, 바다의 온도 4 °C로부터 150 °C까지 증가하려면 얼마나 많은 열이 필요하나?

답 2.
사실:
- 화약의 무게 250kg을 제한 후, 철 부분의 최대 무게는 1700 kg - 250 kg = 1450 kg.
- 철의 비열은 420 J/kg/C 이다.
- 따라서, 요구되는 에너지의 크기는 420J/kg/K * 1450 kg * 150 = 9.135 * 10^7 J 이다.

이는 만일 폭발시 발생하는 열의 13%만이 철로 전달되었다고 하더라도, 철의 온도는 150 °C 이상으로 증가하게 되며, 마커의 잉크는 타버리게 된다는 것을 의미한다.

의문 3. 만일 폭발의 모든 열이 철로 전달되었다면, 철 부분의 온도는 얼마가 될까?

답 3.
Q = 6.81 * 10^8 (J)
비열 = 420 J/kg/°C
Q = 무게 * 비열 * 온도증가
온도증가 = Q / 무게 / 비열 = 6.81 * 10^8 /1450 /420 = 1118.23 °C

결론적으로,

"250kg의 폭약량에서 발산될 에너지 양에 근거해서 간단한 계산을 해보면, 폭발 직후 어뢰의 추진 후부의 온도는 쉽게 350 °C 혹은 1000 °C 이상까지도 올라가게 됩니다. 이러한 온도들에서 유기 마커펜의 잉크는 타버리게 됩니다."

"합조단 국내 조사위원 비공개 면담…합조단 내 이견 있었다"

최문순 의원은 이날 오전 <평화방송> '열린 세상 오늘, 이석우입니다'에 출연해서도 "과학자들에게 조사 의뢰를 해보니 (폭발로) 150도 이상의 고열이 나면 (잉크가) 증발하거나 최소한 변색된다"며 "파란색으로 남아 있기 힘들다"고 말한 바 있다.

최 의원은 또 "50m 쯤 되는 나이아가라 폭포에 30m 가까이 접근하면 몸이 다 젖을 정도인데 (100m 물기둥이 솟아 견시병 얼굴에 물이 튀었다는) 합조단 설명은 받아들이기 힘들다"고 말했다.

아울러 그는 합조단에 참여한 국내 조사위원 1명을 비공개 면담했다는 사실을 공개하며, 그 조사위원이 '사실상 군이 모든 것을 주도했다' '발표 내용 중 상당수는 동의할 수 없다' '1번 글씨가 북한 소행의 결정적인 증거라는 데 동의할 수 없다' '1번을 결정적인 증거라고 하는 것에 대해 미국 측 위원들도 놀랐다'는 말을 들었다고 소개했다.

최 의원은 '접촉한 조사위원 한 사람의 의견이냐'는 진행자의 질문에 "합조단 4개 분과 각각의 의견들이 종합적으로 잘 반영되지 않았다"고 답했다.

최 의원은 또 '외국 전문가들이 과연 그런 의문점을 묵과하고 지나갔겠냐'는 지적에 대해 "명백한 착시고 일종의 미신"이라고 일축한 뒤 "비공개로 되어 있는 (합조단) 전문가 명단을 언론에 공개해 검증받아야 한다"고 강조했다.

그는 "민간 조사단장과 군 조사단장도 이 문제에 비전문가"라며 "외국 전문가들 중에는 선박 제조업체 같은 데서 온 사람들이 있다던데, 그게 사실이라면 배제의 대상이고 미국 전문가들이라고 해서 전부 믿어야 되는 것은 아니다"라고 말했다.

지난주 합조단이 야당 측 특위 위원들에게 공개한 열상감시장비(TOD) 동영상에 대해 최 의원은 "그걸 보고 폭발이 있었던 것은 아니지 않느냐는 생각을 가지게 됐다"며 물기둥, 파도, 너울, 흙탕물 등이 없었기 때문이라고 설명했다.

그는 "(사고 발생 32초 후의 영상을 보니 함미와 함수가) 거의 붙어 있는 상태에서 함미는 앞으로 고꾸라지다시피 해서 침수가 되고 있고 함수는 옆으로 누운 상태로 있어서 폭발은 아니지 않는가 하는 느낌을 받았다"고 덧붙였다.

그는 "(32초 후) 절단이 된 것인지, 덜 된 것인지 육안으로는 분명하지 않은 상태였다"며 "함수와 함미가 완전히 떨어져 있다고 보기는 힘든 상태였다"고 말했다.

야당 측 특위 위원들은 어뢰에 의한 폭발이었다면 천안함이 순식간에 두 동강 났어야 하는데 사고 32초 후까지 절단 여부가 불분명하기 때문에 폭발이 아닐 가능성이 높다고 말하고 있다.

최 의원과 함께 TOD 영상을 본 이정희 의원(민주노동당)도 이날 <MBC> 라디오 '손석희의 시선집중'에 나와 "어뢰가 폭발한 것이라면 1.1초 만에 폭발이 완료되어 함미와 함수가 굉장히 크게 떨어져 있어야 한다"며 "32초가 지났는데도 함수와 함미가 거의 절단됐다는 걸 보기 어려울 정도로 옆에 나란히 붙어 있었다"고 말했다.

최 의원은 "합조단 발표에 허점이 많고 심지어 시중에서는 희화화되기까지 한다"며 "언론, 야당, 국민들이 문제제기 한 것이 아니라 (합조단) 스스로 발언을 번복하고 뒤집었기 때문"이라고 말했다. 그는 "대통령과 국정원장, 국방부 장관이 북한 잠수함이 아니라고 했었다"고 부연했다.
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