[초점] 中, 핵 버금가는 비핵폭탄 개발...군사 안보 지형 변화 예고

중국이 핵무기에 버금가는 파괴력을 지닌 새로운 형태의 비핵 폭발 장치를 개발했다. 이 장치는 기존 비핵 폭발물의 성능을 뛰어넘는 지속적인 열 손상 효과를 지녀 현대전의 양상을 바꿀 잠재력이 있다는 평가가 나온다. 이로 인해 전 세계 군사 안보 전문가들 사이에서 우려가 커지고 있다.

최근 불가리안 밀리터리 등 외신 보도에 따르면, 중국 연구진은 최근 통제된 야외 시험에서 2kg의 폭발 장치로 섭씨 1,000도를 넘는 화구를 발생시켰다. 이 화구는 2초 이상 지속돼 TNT의 유사 폭발보다 15배나 오래 연소했다.

이 장치는 중국선박공업그룹공사(CSSC) 산하 제705연구소가 개발했다. 제705연구소는 수중 무기 시스템 분야를 선도하는 기관으로 알려져 있다. 이번에 개발된 장치는 '비핵 수소폭탄'으로 묘사되며, 핵심 소재로 수소화 마그네슘이라는 마그네슘 기반의 고체 수소 저장 물질을 활용한다.

이번 시험 결과는 중국어 학술지 '발사체, 로켓, 미사일 및 유도(Journal of Projectiles, Rockets, Missiles, and Guidance)'에 실린 동료 평가 논문에 상세히 기술됐다. 연구진은 이번 개발이 중국 군사 능력의 상당한 기술적 진전을 의미하며, 잠재적 응용 분야와 전 세계 안보에 미칠 광범위한 영향에 대한 질문을 제기한다고 밝혔다.
이 장치는 핵물질에 의존하지 않으면서도 지속적인 열 손상을 발생시키는 능력을 갖췄다. 이러한 특성 때문에 현대전에서 새로운 도구로 자리매김할 것으로 보인다. 전문가들은 이 장치의 개발이 중국의 전략적 야망과 어떤 관련이 있는지 주목하고 있다.

이 폭발 장치는 기존 화학 무기나 핵무기와는 다른 독특한 메커니즘으로 작동한다. 은색 분말 형태의 수소화 마그네슘은 기존 가압 탱크보다 훨씬 높은 밀도로 수소를 저장한다. 이 특성은 원래 독립형 지역의 연료 전지와 같은 청정 에너지 응용 분야를 위해 탐구됐던 것이다.

표준 폭발물로 트리거되면 수소화 마그네슘은 미크론 크기의 입자로 파쇄되며 급격한 열분해를 통해 수소 가스를 방출한다. 이 가스가 주변 공기와 섞여 점화되면서 알루미늄 합금을 녹일 수 있는 백열의 화구를 만든다.

연소 과정은 자체적으로 지속된다. 초기 폭발의 열이 수소화 마그네슘의 추가 분해를 촉진해 더 많은 수소를 방출하고 화구의 지속 시간을 늘린다. CSSC 과학자 왕쉐펑(Wang Xuefeng)이 이끄는 연구팀은 "수소 가스 폭발은 최소한의 점화 에너지로 점화되며, 폭발 범위가 넓고, 넓게 퍼지면서 화염이 빠르게 바깥으로 치솟는다"고 이 매체는 지난 21일(현지시각) 설명했다.

시험 결과 2m 거리에서 최대 428.43킬로파스칼의 과압이 기록됐다. 이는 TNT 폭발력의 약 40% 수준이지만, 열 효과는 기존 폭발물을 훨씬 뛰어넘어 넓은 지역에 대한 정밀 파괴에 새로운 접근 방식을 제공한다.

◇ 신소재 대량 생산 성공...다양한 군사 플랫폼 적용 기대

이러한 기술 발전은 수소화 마그네슘 생산과 관련된 중국의 문제 해결 능력에 기인한다. 이전에는 이 물질이 반응성이 높아 생산이 까다로웠으며, 공기 노출 시 자연 발화 위험으로 인해 실험실에서 엄격한 조건 하에 하루에 몇 그램만 생산할 수 있었다.

하지만 올해 초부터 가동된 산시성(Shaanxi province)의 새로운 시설은 다롄화학물리연구소(Dalian Institute of Chemical Physics)가 개발한 '원팟 합성(one-pot synthesis)' 방식을 활용해 연간 150톤 규모로 생산량을 늘렸다. 이 더 안전하고 비용 효율적인 공정을 통해 폭발 장치 개발뿐만 아니라 잠수함 및 장거리 드론용 연료 전원 공급과 같은 다른 군사 응용 분야도 가능해졌다.

이 시설의 생산량은 소규모 실험실 수준에서 산업 규모 생산으로의 극적인 변화를 보여준다. 이는 중국의 첨단 소재 분야 전문성 향상과 청정 에너지 솔루션을 군사 전략에 통합하려는 노력을 방증한다.

이 장치 개발은 중국의 광범위한 군 현대화 노력의 맥락에서 이해할 수 있다. 최근 몇 년간 인민해방군(PLA)은 특히 남중국해와 같은 분쟁 지역에서 글로벌 영향력을 강화하기 위해 기술 혁신을 우선시하고 있다.

주로 해군 및 수중 시스템 분야의 발전으로 알려진 CSSC는 이러한 전략에서 핵심적인 역할을 수행한다. 제705연구소는 어뢰 및 무인 수중 차량(UUV)을 포함한 정교한 무기 개발에 대한 오랜 역사를 가지고 있다.

수소화 마그네슘 장치는 가볍고 강력한 열 효과를 지녔다. 이러한 특성으로 인해 어뢰나 UUV 같은 다양한 플랫폼에 통합될 잠재력이 크다. 예를 들어, 이 기술이 적용된 어뢰는 적 함선이나 기반 시설에 치명적인 열 손상을 입힐 수 있으며, UUV는 해안 방어 또는 지역 거부 작전을 위해 이를 배치할 수 있다.

장치의 소형 크기는 물류 허브나 보병 부대와 같이 분산된 목표물에 대한 정밀 타격에도 적합하다. 이는 비대칭 분쟁에서 전술적 유연성을 제공한다.

◇ 기존 열압력 무기 능가...핵 비확산 체제 영향 주목

이 개발의 중요성을 이해하기 위해 다른 강대국이 사용하는 기존 비핵 폭발물과 비교해 볼 필요가 있다. 미국은 요새화된 구조물과 밀폐된 공간의 인력을 파괴하기 위해 심한 열과 압력을 생성하는 BLU-118/B와 같은 열압력 무기를 배치했다.

러시아의 TOS-1A '부라티노(Buratino)' 로켓 발사기도 특히 시가전에서 열압력 탄약을 사용해 파괴적인 효과를 낸다. 이 무기들은 연료-공기 혼합물에 의존해 지속적인 폭발을 일으키지만, 중국 장치의 수소화 마그네슘 사용은 더 작고 잠재적으로 더 통제 가능한 대안을 제시한다.

대규모 운반 시스템이 필요한 열압력 무기와 달리, 2kg의 중국 장치는 드론이나 정밀 유도 탄약을 포함한 더 작은 플랫폼으로도 배치가 가능하다.

또한 섭씨 1,000도 이상의 온도를 몇 초간 유지할 수 있는 열 출력은 TNT의 순간적인 0.12초 섬광을 능가한다. 이는 연료 저장고나 통신 노드와 같이 장기간의 열 노출이 필요한 목표물에 특히 적합하다.

역사적으로 전략적 영향력을 가진 비핵 무기 개발은 전 세계 군사 교리를 형성해왔다. 냉전 시대에는 미국과 소련이 핵 확산을 막으면서도 핵확산금지 조약을 준수하기 위해 장갑 편대와 요새를 무력화하기 위한 연료-공기 폭발물 및 강화 폭발 무기를 연구했다.

이러한 노력은 핵 확전 없이 억지력을 유지해야 할 필요성에서 비롯됐다. 중국의 최신 혁신은 이러한 흐름과 일치하며, 기존 군비 통제 체제 내에서 상당한 파괴력을 제공하는 무기를 제시한다.

중국이 1964년부터 1996년 포괄적 핵실험 금지 조약에 서명할 때까지 시험했던 핵무기와 달리, 수소화 마그네슘 장치는 방사능 낙진 위험이 없다. 이는 다양한 시나리오에서 배치 가능한 합법적이고 정치적으로도 실행 가능한 옵션이 된다. 이는 전략적 목표 달성을 위해 재래식 및 기술적 우위를 강조하는 중국의 공식적인 핵 선제 불사용 정책과도 부합한다.

◇ 지역 긴장 고조 속 시점 주목…美 등 국제사회 대응 촉각

이번 시험 시점은 인도-태평양 지역의 고조되는 지정학적 긴장을 고려할 때 주목할 만하다. 일부 보고서는 중국의 군사 발전을 대만과의 잠재적 충돌과 연결하기도 하지만, 수소화 마그네슘 장치의 다재다능성은 더 넓은 범위의 응용 가능성을 시사한다.

예를 들어, 해상 환경에서는 해군 보급선을 방해하거나 분쟁 중인 해안선의 중요 기반 시설을 무력화하는 데 사용될 수 있다. 왕쉐펑 팀이 설명했듯이 "넓은 지역에 걸쳐 목표물의 균일한 파괴를 쉽게 달성"하는 능력은 적들이 핵심 지형이나 자원에 접근하는 것을 막는 것을 목표로 하는 지역 거부 전략에서의 유용성도 시사한다.

이러한 능력은 중국이 인공섬을 요새화하고 영유권 주장을 위해 해군 주둔을 확대해 온 남중국해에서 특히 가치가 있을 수 있다. 이러한 무기를 무기고에 통합함으로써 중국은 핵 문턱을 넘지 않고도 전력 투사 능력을 향상시킬 수 있다.

즉각적인 군사 응용 외에도 이 장치 개발은 이중 용도 기술에 대한 중국의 전략적 투자를 반영한다. 잠수함 및 드론용 청정 에너지원으로서 수소화 마그네슘의 잠재력은 지속 가능한 군사 플랫폼에 대한 인민해방군의 관심을 강조한다.

지난 3월, 중국은 국방 예산을 7.2% 증액하여 2490억 달러(약 353조 3310억 원)에 달한다고 발표했으며, 태양광, 풍력, 수소와 같은 재생 에너지를 군사 작전에 통합하는 데 중점을 뒀다. 이는 미국과 같은 국가들이 차세대 해군 함선 및 무인 시스템용 수소 연료 전지를 탐구하는 등 세계적인 추세와 일치한다.

예를 들어, 미 해군의 XLUUV(초대형 무인 수중 차량) 프로그램은 대체 에너지원으로 구동되는 장거리 잠수함 개발을 목표로 한다. 이는 유사한 목적을 위한 수소화 마그네슘 탐구와 궤를 같이 한다. 이러한 물질을 대규모로 생산할 수 있는 능력은 중국에 무기뿐만 아니라 에너지 혁신 경쟁 전반에서 경쟁 우위를 제공한다.

인상적인 능력에도 불구하고 수소화 마그네슘 장치에는 한계가 있다. 폭발 압력은 TNT의 40%로, 운동 에너지가 중요한 중무장 목표물이나 벙커를 관통하는 데는 덜 적합하다.

또한 열 손상에 대한 의존성은 강풍이나 비와 같은 불리한 조건에서의 효과에 대한 의문을 제기하며, 이는 점화 전에 수소 가스를 분산시킬 수 있다. 더욱이 산시성 시설이 생산 문제를 해결했지만, 수소화 마그네슘의 장기적인 확장성과 안전성은 여전히 불확실한 상황이다.

이러한 개발에 대한 국제사회의 반응은 군비 통제 및 지역 안정에 대한 영향에 초점을 맞출 가능성이 높다. 핵확산금지 조약과 같은 조약의 적용을 받는 핵무기와 달리, 비핵 폭발물은 규제 제약이 적다.

하지만 수소화 마그네슘 장치의 파괴적인 잠재력은 첨단 재래식 무기를 관리하기 위한 새로운 체제의 필요성에 대한 논쟁을 촉발할 수 있다. 미국에게 이 시험은 중국의 성장하는 기술적 우위와 군사 혁신에서 서방의 지배력에 도전하려는 의지를 상기시켜 준다.

미 국방부의 2024년 중국 군사력 보고서는 인민해방군이 핵무기를 600기 이상으로 확대하고 있다고 언급했다. 그러나 이 장치와 같은 비핵 대안의 개발은 능력을 다각화하려는 병행 전략을 시사한다.

이에 대응하여 미국은 차량 및 기반 시설을 위한 첨단 열 차폐와 같은 고에너지 폭발물 또는 대응책에 대한 자체 연구를 가속화할 수 있다.

앞으로 수소화 마그네슘 장치는 현대전에서 전술적, 전략적 계산을 재편할 수 있다. 소형 크기와 장기적인 열 효과는 특히 해상 및 비대칭 충돌에서 공세 및 방어 작전을 위한 다재다능한 도구가 될 것으로 예상된다.

그러나 그 출현은 또한 급변하는 혁신 시대에 기술적 우위를 유지하는 어려움을 강조한다. 중국에게 이번 시험은 과학적 돌파구를 군사 응용 분야로 전환하는 능력을 입증하며, 핵심 기술 분야에서 선두 주자가 되려는 야심을 재확인하는 계기가 된다.

미국과 동맹국들에게는 어려운 질문이 던져졌다. 재래식 폭발물의 정밀성과 화학적 불의 파괴적인 열을 결합한 무기에 어떻게 효과적으로 대응할 것인가? 세계 군비 경쟁이 진화함에 따라 이 질문에 대한 답이 점점 더 복잡해지는 세계에서 충돌과 억지력의 미래를 형성할 것이다.


박정한 글로벌이코노믹 기자 park@g-enews.com