지난해 12월 은하 3호 발사에 성공하고 12일 3차 핵실험을 가진 북한은 핵무기를 전력화할 수 있는 핵탄두 기술과 운반체 기술이 개발 완성 단계에 가까워졌다고 할 수 있다. 운반체의 경우 대륙간탄도미사일(ICBM)급 미사일 기술이 어느 정도 확보된 것으로 평가되며, 여기에 탑재할 핵탄두에 대해선 소형화ㆍ경량화 기술만 남겨두고 있는 것으로 여겨진다.
핵무기 개발은 크게 핵물질 획득과 기폭장치 개발, 핵무기 제조, 핵실험, 소형화 및 전력화의 4단계를 거친다. 이 중 첫 단계인 핵물질의 개발이 가장 어렵고 대부분의 시간과 비용이 투입된다. 북한은 6ㆍ25전쟁 직후부터 50여년간 핵무기 개발의 두 가지 경로인 플루토늄(Pu) 추출과 고농축 우라늄(HEU) 프로그램을 모두 추진해왔다. 핵무기는 플루토늄을 원료로 사용하는 나가사키형과 고농축 우라늄을 쓰는 히로시마형으로 나뉜다. 플루토늄은 자연 상태에 존재하지 않고 천연 우라늄을 원자로에서 연소시키면 생성되는 인공 핵종으로, 타고 난 사용후 핵연료에서 재처리 과정을 거쳐 추출한다. 북한은 현재 40㎏ 정도의 플루토늄을 보유한 것으로 추정되지만, 영변의 원자로와 재처리시설의 가동이 중단돼 더 이상의 플루토늄을 얻는 것은 힘들다.
이 때문에 이번 핵실험에선 고농축 우라늄을 사용한 것으로 관측되는데, 이는 훨씬 위협적인 것으로 평가된다. 김태우 전 통일연구원 원장은 “만약 북한이 고농축 우라늄을 이용한 실험에 성공했다면 앞으로 대량으로 핵무기를 생산할 수 있게 된다”고 말했다. 고농축 우라늄 방식은 원자로에서 핵연료를 연소시키고 재처리해야 하는 플루토늄 방식에 비해 개발이 단순하다. 우라늄 매장량도 2,600만톤에 이를 정도로 풍부하고 순도가 높다. 2,000대의 원심분리기를 설치ㆍ가동 중이라는 북한의 주장이 사실이라면 연간 고농축 우라늄 40㎏을 생산해 낼 수 있다. 고농축 우라늄 15~20㎏이면 핵무기 1기를 생산할 수 있다.
북한은 지난해 12월 12일 1만㎞ 이상을 비행할 수 있는 장거리 로켓의 발사에 성공해 대륙간탄도미사일(ICBM)급 운반체계 개발을 완료한 것으로 분석된다. 문제는 미사일에 탑재할 수 있을 정도로 핵탄두의 중량과 크기를 소형화, 경량화할 수 있느냐는 것이다. 일반적으로 1톤 미만의 중량과 직경 90㎝ 이하의 탄두를 설계ㆍ제작하면 스커드 B형 등의 미사일에 탑재가 가능한 것으로 본다. 핵탄두 소형화를 위해선 고성능 고폭장약을 사용하고 중성자 발생장치 및 기폭장치의 정밀화 등이 필요하다. 다만 최근 기술의 발전으로 이 같은 부분은 상대적으로 개발이 쉬워졌다.
북한이 이정도 규모까지 소형화에 성공했는지 여부가 가장 큰 관심거리지만 전문가들은 아직 신중한 입장이다. 한미 당국은 북한이 히로시마와 나가사키에 떨어진 무게 4~4.7톤 규모의 핵무기를 개발했을 것으로 추정하고 있다. 핵실험에 성공해 소형화와 경량화를 완료하면 북한은 잠재적 핵무기 보유국이 된다.
안아람기자 oneshot@hk.co.kr
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