北 우라늄탄 제조기술 어디까지

한·미 정보당국과 국내 핵전문가들은 북한이 4일 주장한 대로 ‘우라늄 농축’에 성공했다면 핵무기 제조 단계에 근접한 것으로 보고 있다. 북측이 언급한 마무리 단계는 농축을 위한 시험가동을 끝내고 핵폭탄 원료인 농축 우라늄(U235) 생산에 착수한다는 것으로 분석된다.



별도의 핵실험이 필요없는 우라늄탄의 경우 원료물질만 확보되면 포신형(gun type) 핵무기 제조는 가능하다는 지적이다. 또 북한이 연변 등의 폐연료봉 재처리를 통해 추가로 20~30㎏의 플루토늄을 확보했을 것이라는 추정이 나오고 있다. 북한은 지난 6월13일 우라늄 농축 작업을 선언한 지 3개월만에 “농축 성공”을 주장하고 있다. 북한은 유엔주재 대표부를 통해 “우라늄 농축 시험의 결속(마무리) 단계와 폐연료봉의 재처리 마감과 플루토늄 무기화”가 진행 중이라고 밝혔다.

핵개발의 원료인 핵물질 종류에 따라 우라늄탄과 플루토늄탄으로 나뉜다. 우라늄탄 제조의 핵심은 천연우라늄을 정제해 농축하는 방식이다. 천연우라늄의 정제 과정에서 육불화우라늄(UF6)이 생성된다. 이를 원심분리기로 고속회전하면 U235와 U238이 분리된다. 핵물질인 U235가 3~5% 수준에서 농축되면 핵발전소 연료로 된다. 90% 이상 농축되면 핵폭탄 원료인 고농축 우라늄(HEU)이 된다. 플루토늄(Pu239)은 핵발전소에 사용된 폐연료봉(Pu238)이 재처리되면 생성된다.

북한이 주장한 ‘우라늄 농축 결속’은 원심분리기를 통해 우라늄 235를 농축하는 시험 가동에 성공했다는 의미로 추정된다. 우라늄탄 1개(농축 우라늄 20~30㎏ 기준) 생산에 통상 1000여대의 원심분리기가 필요하다. 원심분리기 개당 가격은 보통 16만~24만달러다.

경희대 원자력공학과 황주호 교수는 “우라늄탄은 원료물질만 확보하면 한달 이내에도 핵무기 제조가 가능한 것으로 본다.”며 “북한이 시험 가동을 끝내고 농축 우라늄의 본격 생산을 시작한다는 뜻으로 원심분리기의 자체 제작에도 성공한 것으로 이해해야 한다.”고 설명했다.

서울대 원자핵공학과 서균렬 교수는 “북한이 우라늄탄 제조 공정상 75% 정도 달성한 것으로 보인다.”면서 “핵실험 과정이 필요없는 우라늄탄의 경우 무기화 단계로 진입했을 수 있다.”고 평가했다. 서 교수는 그러나 “핵탄두 소형화 등 해결하기 어려운 과제가 산적해 정치적 시위용으로 보인다.”고 말했다.

북한이 우라늄탄 개발로 선회했을 것이라는 지적도 나오고 있다. 우라늄탄은 원심분리기만 확보하면 비교적 작은 규모의 시설에서도 은밀한 생산이 가능하다.핵실험을 거치지 않아도 된다. 미국이 1945년 일본 히로시마에 쓴 우라늄탄 ‘리틀 보이’도 사전 실험없이 제조 뒤 곧바로 투하했다. 이는 소규모로 핵물질을 분산·은닉할 수 있고 플루토늄보다 방사능 노출이 적어 무기로 개발하기 쉽다는 장점이 있다. 황 교수는 “북한은 1990년대 초반부터 우라늄 농축을 연구해온 것으로 보인다.”며 “우라늄 농축에 성공했다는 건 원하는 시간에 원하는 수량의 핵무기를 생산할 기본 능력이 있다는 것으로 봐야 한다.”고 말했다.

한·미 정보당국은 지난 6월 이후 우라늄 농축시설로 의심되는 영변과 평북 천마산 등을 정밀 감시해 왔다. 대기분석용 특수정찰기 WC-135W와 적외선 열감지 센서가 장착된 첩보위성 등을 동원해 감시하고 있으나 아직 북측이 주장하는 우라늄 농축의 성공 증거는 포착하지 못한 것으로 알려졌다.

안동환기자 ipsofacto@seoul.co.kr