아래는 지난 1일 한국국방연구원(KIDA)의 이상민 연구원이 발표한 4차 핵실험 관련 소논문(제목: 제4차 북한 핵실험의 기술적 평가 및 추가 핵실험 전망>의 일부 내용이다.
<향후 핵실험은 고농축우라늄(HEU: Highly Enriched Uranium)을 사용한 핵실험이 될 것으로 전망할 수 있다. 제1차(2006년)와 제2차(2009년) 핵실험은 플루토늄(Pu)을 핵분열물질로 사용했을 가능성이 높지만, 제3차(2013년) 핵실험은 현재로서 사용 핵물질의 확인이 제한된다. 그렇다 하더라도, 현실적으로 제3차 핵실험부터 HEU를 사용했을 개연성이 높다. 그 이유는 HEU가 대량으로 확보된다고 가정했을 때 Pu형과 HEU형을 모두 개발할 필요가 없기 때문이며, 핵개발자들의 입장에서는 증폭핵실험 등 제4차 핵실험 이후를 염두에 두었을 때 하루빨리 HEU형으로 전환하는 것이 유리했을 것이기 때문이다.
앞으로도 추가적인 확보가 제한되는 Pu보다는 안정적인 확보가 가능한 HEU를 사용한 핵무기를 추구할 것으로 예상된다. 그도 그럴 것이 북한이 과거 30년 이상 약 40~50kg만을 확보할 수 있었던 Pu에 비해 HEU는 1년에 20~30kg 이상 확보가 가능할 것으로 추정되기 때문이다.
그런데 일반적으로 HEU는 핵실험이 필요 없는 것으로 인식하고 지금까지의 모든 핵실험이 Pu에 기반하고 있는 것으로 평가하는 경우도 있다. 그러나 다른 이유를 차치하고라도 증폭기술을 접목할 경우에는 최소 한 차례 이상의 핵실험이 필요하다. 북한이 주장하는 수소(폭)탄을 개발하기 위해서 증폭기술은 핵실험을 통해 확인할 수밖에 없다. 아무리 핵에 관한 이론이 모두 공개되고, 정교한 모델링과 시뮬레이션(modeling & simulation)을 가능하게 해주는 슈퍼컴퓨터가 개발되었다 하더라도 복잡한 구조의 수소폭탄의 개발은 증폭기술의 관문을 넘어야 하며, 이론과 시뮬레이션만으로는 실제 핵실험을 통한 기술적 진전을 대체할 수 없는 것이 현실이다.
만일 핵실험을 통해 증폭기술을 확보하지 않은 상태에서 수소폭탄 핵실험을 무리하게 추진했다가 실패한다면 그 원인이 어느 단계에 있는지 알 수 없기 때문에 증폭핵실험부터 다시 시작해야만 한다. 김정은의 핵개발에 대한 기대 심리 충족과 실패했을 경우의 처벌에 대한 두려움의 발로에서 북한의 핵개발자들은 단계를 뛰어넘는 무리한 핵개발 추진보다는 안전하고 성공률이 높은 핵개발을 선호할 것이다. 그렇기 때문에, 증폭기술을 적용한 HEU 기반의 핵실험을
지속적으로 실시해야만 하는 것이다.
그렇다고 하면, 왜 더 이상 불필요할 수도 있는 Pu의 추가 생산을 위해서 낡고 위험하며 2008년에 이미 불능화시킨 5MWe 흑연감속로를 2013년 8월 말에 재가동한 것일까에 대한 의문이 들 수밖에 없다. 수소폭탄의 핵융합 과정에 소량의 Pu가 필요하므로 남아 있는 Pu는 수소폭탄 핵실험 및 제조를 위해 사용할 것으로 추정되며, 추가 생산되는 Pu도 그러한 목적에 사용하거나 해외로 빼돌릴 가능성을 배제할 수 없다. 나중에 언급될 것이지만, 5MWe 흑연감속로는 Pu 생산 이외에 삼중수소 생산에 없어서는 안 될 핵심 시설이다.
어찌되었건, 여기서 생산되는 핵물질은 핵분열과 핵융합 모두에 필요한 것으로서 북한은 자신들의 핵개발에 필요한 양만큼을 계산하여 생산하는 것이 아니라, 사용하고 남거나 핵개발에 필요한 자금이 부족하다고 생각하면 이러한 물질의 해외 판매를 통해서 그 재원을 충당할 것으로 예상된다.>
[사진설명] 북한의 핵연료 주기와 핵물질 이동경로 (국방정책연구 2007년 겨울호)
호주의 경우 연평균 우라늄 수출로 벌어들이는 수입이 약 10억 호주달러(미화 7억8천만 달러)로 추산되는데, 급등한 현재 시세를 반영하면 이 금액을 훨씬 상회한다.
위 자료에는 북한에 매장된 막대한 양의 우라늄 통계가 빠져있다.
북한에서 우라늄 광맥이 발견된 것은 2차 대전 말기인 1943년이다. 당시 일본은 핵무기 제조를 위해 <일본 제8육군 연구소>주축으로 북한 지역에 대한 대대적인 지하자원 탐사를 했고, 이 과정에서 엄청난 양의 우라늄이 북한에 매장되어 있음을 확인했다. (「북핵의 기술적 평가와 전망」, 합참 제21호, 106페이지)
중국 공산당은 6.25전쟁 기간 중 북한의 우라늄 매장 지역에 대한 대대적인 비밀탐사를 실시했으며, 김일성은 중국이 핵실험에 성공한 1964년부터 중국의 협력을 받아 북한 내 우라늄 광맥의 탐사를 실시했다.
북한의 우라늄 매장 문제와 관련, 핵(核)물리학자인 신성택 박사(몬트레이 국제연구소 방문교수)는 국방연구원 재직당시인 2001년 ‘북한 핵개발의 현황과 아국(我國)의 대응방향’이란 제목의 논문에서 “북한은 흥남, 평산, 웅기 등지에 2천6백만 톤에 달하는 양질의 우라늄이 매장된 것으로 알려지고 있으며, 가채량은 4백만 톤에 달하는 것으로 추정된다”고 밝혔다.
[사진설명] 김대중이 북한에 제공한 8억 달러는 핵개발에 충분한 자금이었다.
신 박사는 또 “북한의 필요에 따라 확장이 용이하므로 현재의 능력은 문제가 되지 않는다”면서 “황해도 평산 광산의 경우 22개 생산단위공장, 4개의 선광시설, 600m의 광석운반 컨베이어로 원광을 인접 평화리 정련공장으로 보내 1일 300kg을 처리하고 있다”고 했다.
이와 함께 신 박사는 “북한은 각지 우라늄 광산에서 채광된 우라늄을 현지에서 정련 및 제련, 핵연료 제조 중간제품인 정광(yellow cake)을 만들고 있으며, 이 정광제품은 평북 구성시와 영변에 소재한 우라늄 가공공장에서 최종 가공되고 있다”고 덧붙였다.
김기현 의원의 경우 2006년 10월13일 산자부 대상 국정감사에서 “북한에 2천6백만 톤의 우라늄이 매장되어 있어 자체 생산할 수 있게 된다면 대북 제재에도 불구하고 여전히 핵폭탄을 만들 수 있어 우려된다”고 지적했고, 당시 산자부 장관이 이를 확인한 바 있다.
송영선 의원의 경우 2009년 9월9일 논평을 통해 “북한 지역의 우라늄 가채 매장량이 4백만 톤”이라며 “(북한이) 북한 지역의 우라늄을 이용하면 원료 획득이 용이할 뿐만 아니라 제네바 합의문에 저촉되지 않기 때문에 우라늄탄을 보유하는 것으로 선회했다”고 주장했다.
뉴욕타임즈는 2004년 5월23일자 보도에서 ‘미국 과학자 연맹’(Federation of American Scientists, FAS)자료를 인용, “북한의 가채 우라늄 매장량이 4백만 톤에 달한다”면서 당시 이라크 문제와 더불어 북한의 핵능력이 미국의 새로운 도전이 되고 있다고 지적한 바 있다.
현재 평안북도 박천과 황해도 평산에는 우라늄을 정련하는 정련공장이 가동 중에 있고, 지금까지 약 400톤∼450톤 정도를 정련한 것으로 알려져 있다. (김대호 著, 『영변의 약산 진달래꽃(하권)』 176페이지)
미국이 ‘파악’하고 있는 북한의 우라늄 광산과 제련시설은 모두 21개소에 이른다. 여기서 ‘파악하고 있다’는 말은 미국이 이들 광산과 제련시설에서 생산되어 유통되는 우라늄의 총량을 모의계량(模擬計量) 하고 있다는 의미다. 
[사진설명] 핵무기는 크게 플루토늄을 재처리해 만드는 '플루토늄탄'과 '고농축우라늄'으로 만드는 우라늄탄으로 나뉜다. 북한이 2006년과 2009년 함북 길주군 풍계리에서 실시했던 핵실험은 모두 플루토늄탄이다. 북한이 2010년 공개한 원심분리기는 우라늄탄 제조를 위한 것이다. 플루토늄탄 제조는 원자로와 재처리시설을 가동해야 하기 때문에 징후를 파악하기가 상대적으로 쉽다. 반면 우라늄 농축은 지하에서 원심분리기를 가동하는 만큼 정찰위성으로 포착하는 것이 불가능하다.
한국의 경우, 천연우라늄과 농축 우라늄을 전량 수입에 의존하고 있다. 때문에 전력생산 외의 다른 목적으로 전용(轉用)하면 해당 핵연료수출국으로부터 공급이 중단된다. 그러나 북한은 자국 내 천연우라늄 가채량이 4백만 톤이나 되므로 우리와는 근본적으로 다르다.
북한의 핵무기 제조 능력을 절대 우습게 여겨서는 안 된다. 앞으로 북한의 도발 주기(週期)는 현재 보다 더 빨라지고 강도(强度)는 더욱 높아질 것이다. 핵무기 없는 대한민국은 북한에게 당할 수밖에 없다. 대한민국의 자체 핵무장만이 우리가 살 길이다.
조갑제닷컴 김필재 spooner1@hanmail.net
