플루토늄 무기화 추진...북한 핵능력은

플루토늄 무기화 추진...북한 핵능력은

“1년에 1개 플루토늄폭탄 제조 능력”

2009년 09월 08일

 

북한이 지난주 우라늄 농축에 성공했고 추출한 플루토늄을 무기화하고 있다고 발표하면서 북한의 핵능력이 다시 한번 주목을 끌고 있다. 북한의 조선중앙통신은 4일 “폐연료봉의 재처리가 마감 단계에서 마무리되고 있으며 추출된 플루토늄이 무기화되고 있다”며 “우라늄농축시험이 성공적으로 진행되어 결속 단계에 들어갔다”고 주장했다. 북한 외무성은 6월 13일 성명을 내고 “새로 추출되는 플루토늄 전량을 무기화한다. 현재 폐연료봉은 총량의 3분의 1 이상이 재처리됐으며 우라늄 농축 작업에 착수한다”고 밝히기도 했다.

북한 연간 1,2개 핵무기 생산 가능

북한은 우라늄 광석 채굴에서 정련, 가공, 원자로 운용과 재처리 등 독립적인 핵연료 주기를 완성해 이를 통해 제조할 수 있는 연간 1개의 플루토늄 폭탄을 제조할 수 있는 능력을 확보하고 있는 것으로 알려졌다.
북한이 핵개발의 토대를 형성한 시기는 1950~1960년대. 해방전 일본이 설립한 흑연전극공장을 설립하면서 천연우라늄과 흑연을 사용하는 흑연감속로 개발 토대가 마련된데 이어 냉전 중 옛 소련이 북한에 매장된 천연우라늄과 흑연에 관심을 보이면서 분위기가 형성됐다.

1950년대 중반 원자력에 대한 기초연구와 자체 인력 양성을 위해 김일성대에 핵물리강좌와 과학원 수학물리연구소에 핵물리 실험실이 설치된데 이어 해외에 유학생을 파견하기 시작하면서 북한의 핵 개발은 궤도에 올랐다. 1965년 영변에 IRT-2000 연구용 원자로가 본격적으로 가동되고 우라늄을 포함한 지하자원 조사가 끝나면서 북한의 핵개발은 본궤도에 오른다. 1970년대 석유 위기 속에서 북한은 흑연감속로 연구가 시작되고 1980년대 원자력을 이용한 전력생산이 추진되면서 흑연감속로 개발과 우라늄 농축, 고속증식로, 사용후 핵연료 재처리 기술이 잇따라 확보되는 등 핵연료 주기가 완성됐다.

1980년대 플루토늄을 생산할 수 있는 원자로가 건설되면서 북한은 핵무기 제조에 본격적인 관심을 보이기 시작했다. 1983년 이후 이뤄진 고폭실험만 약 70회. 1993~1998년 기폭 장치 완제품 실험이 진행됐으며 2006년 10월 9일 함북 길주군 풍계리에서 플루토늄을 이용하 북한 최초 핵폭발 실험이 이뤄졌다. 당시 폭발 실험에서는 목표하던 폭발력보다는 10분의 1 수준에 머물렀던 것으로 나타났다. 그러나 올 5월 말 실시한 2차 핵실험 규모가 2006년 1차 핵실험 때보다 8∼10배 컸던 것으로 확인됐다. 이는 제2차 세계대전 당시 일본 히로시마에 투하된 15kt급 원자폭탄이 터졌을 때 발생한 폭발력의 4분의 1 수준에 해당한다.

현재까지 알려진 바로는 북한은 1만5000t 이상의 우라늄을 확보하고 5MW급 흑연감속로를 이용해 연간 6~7kg의 플루토늄을 제조할 수 있는 것으로 알려졌다. 사용후 핵연료 50t을 100일 이내에 처리할 수 있는 능력도 갖췄다. 이를 통해 확보한 플루토늄 30~50kg. 이는 6~10개 핵폭탄을 제조할 수 있는 규모인 것으로 추정된다.

인도와 핵 군비 경쟁을 벌이고 있는 파키스탄에서 원심분리기 20개와 설계도도 받은 것으로 알려졌다. 약 2600개 정도의 원심분리기를 만들 수 있는 분량도 확보했다. 북한은 원심분리기에 들어가는 특수금속과 베어링을 대량생산하지 못해 아직 대량 생산은 하지 못하고 있는 형편이다. 그러나 기술적 문제를 해결해 이를 이용해 고농축 우라늄을 생산하면 1년에 1,2개의 핵무기를 생산할 수 있는 능력을 확보할 수 있다.


핵무기 소형화 정확성 떨어져

북한은 해외 기술과 부품을 도입해 역설계하는 과정을 통해 기술을 확보하는 전형적인 후진국형 기술 추격 모델을 빌려왔다. 이 때문에 자체적인 원료, 부품공급, 기술 개량에 한계를 걸을 수밖에 없다고 전문가들은 지적한다.

북한은 핵무기를 효과적이고 정확히 목표까지 운송할 수단은 확보하지 못한 것으로 알려졌다. 운송수단으로는 북한 공군이 보유한 IL-28기 약 70대와 병사가 직접 운송하는 핵 배낭이 고작이다. 올 4월 발사한 장거리로켓 광명성 2호 역시 표면적으로는 우주발사체로 발표됐지만 실질적으로 핵무기 운송수단을 확보하기 위한 시험 발사로 풀이된다.

핵무기를 탄도미사일에 실을 수 있는 수준으로 소형화했는지는 여전히 불투명한 실정이다. 중량과 부피를 줄이는 한편 미사일의 정확성, 우주에서 대기권으로의 재진입 기술도 확보하지 못했다.

과학기술정책연구원(STEPI)가 5월 발표한 자료에 따르면 북한의 핵무기는 정밀부품, 소재, 시스템 통합 등 연관 산업과 기술 부족으로 신뢰성과 유지보수 능력이 크게 부족한 것으로 나타났다. 핵무기에 사용된 합금에 균열이 일어나거나 용접 부위가 부식되는 등 문제가 일어날 것으로 예상된다. 따라서 전문가들은 플루토늄의 추가 생산을 중단하는 것만으로 북한 핵 능력은 크게 떨어뜨릴 수 있을 것으로 보고 있다.

전문가들은 불능화 조치가 추진되고 있는 영변 5MW급 원자로와 방사화학실험실, 핵연료가공공장 외에도 우라늄 정련시설과 핵 실험장, 동위원소 가공시설, 우라늄 전문 교육시설, 전문 인력 역시 잠재적인 위협요소로 꼽고 있다. 4월 로켓 발사에 대해 유엔 안보리 의장 성명과 기업제재 조치에 반발해 북한 측이 불능화 작업 중단을 선언하면서 상당 부분이 복구된 것으로 알려졌다.

재처리시설인 방사화학실험실을 비롯해 원자로 상당 부분도 사용이 가능하거나 복구가 끝났다. 불능화 과정에서 폭파했던 냉각탑도 3~6개월 이내 복구가 가능한 상태인 것으로 전해졌다.

특히 30년간 육성된 핵 전문인력도 우라늄 농축과 플루토늄 추출에 언제든 재투입이 가능해 위협적인 요소로 남아 있다. 연구 인력은 3000명, 옛소련에 유학한 고급인력도 250~300명에 달하며 이중 핵무기 생산에 관련된 인원만 200명에 이르는 것으로 추정되고 있다.



박근태 동아사이언스 기자 kunta@donga.com