수천 개 원심분리기 앞에 선 김정은 김정은 북한 국무위원장(왼쪽)이 긴 원통 모양의 원심분리기를 지켜보며 핵시설 관계자(추정)로부터 설명을 듣고 있다. 원심분리기는 내부에서 분당 수만 회의 고속 회전으로 핵탄두 원료인 고농축우라늄(HEU)을 만드는 장치다. 북한은 수천 개로 추정되는 원심분리기가 빽빽이 늘어선 모습 등 핵심 핵물질 생산 시설을 13일 처음으로 관영매체를 통해 대외에 공개했다. 노동신문 뉴스1

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북한이 핵무기 생산의 ‘심장부’인 고농축우라늄(HEU) 제조시설을 13일 처음 공개했다. 한미 당국은 이번에 북한이 전격 노출한 곳이 평안남도 강선 단지 내 시설일 가능성이 큰 것으로 보는 가운데, 평안북도 영변 내 새로 확장한 핵시설 중 일부이거나 제3의 장소일 가능성도 배제하지 않고 있다. 군 소식통은 “이미 알려진 영변, 강선의 핵시설만 ‘풀가동’해도 북한은 연간 최대 10개가량 핵탄두를 확보할 수 있을 것으로 보인다”고 밝혔다.

북한 조선중앙통신 등 관영매체들은 이날 빽빽이 들어선 원심분리기가 바짝 붙은 모습 등 핵물질 생산시설을 보란 듯 공개했다. 김정은 국무위원장은 시설을 둘러보며 “정말 이곳은 보기만 해도 힘이 난다”며 “원심분리기 대수를 더 많이 늘리는 것과 함께 원심분리기의 개별분리기능을 더욱 높이라”고 지시했다. 또 “완성 단계에 있는 신형 원심분리기 도입 사업도 계획대로 내밀어 무기급 핵물질 생산 토대를 한층 강화하라”고도 했다.

원심분리기는 핵 개발 과정에서 우라늄 핵연료 생산에 중요한 역할을 하는 장비다. 군 소식통에 따르면 북한은 영변과 강선에서만 원심분리기를 1만∼1만2000개가량 보유 중인 것으로 전해졌다. 통상 2000개의 원심분리기에서 연간 약 40kg의 HEU를 생산할 수 있다는 점을 고려하면 매년 200∼240kg의 HEU를 확보할 수 있다는 것. 핵탄두 1개를 만드는 데 HEU가 25kg가량 필요한 만큼 결국 북한은 HEU로만 매년 8∼10개의 핵탄두를 생산할 수 있다는 의미다. 정부 소식통은 “북한이 비밀 우라늄 농축시설을 1, 2개 더 운영하고 있을 가능성도 있다”며 “그럴 경우 핵탄두 생산량이 더 늘어날 수 있다”고 했다.

앞서 2010년 북한은 미국 핵물리학자인 시그프리드 헤커 박사를 영변에 초청해 우라늄 농축시설 등을 보여준 적은 있지만 이번처럼 대외에 전면 공개한 건 처음이다. 그런 만큼 미 대선을 53일 앞두고 미국을 겨냥해 존재감을 드러낸 동시에 향후 대미 협상까지 염두에 두고 몸값을 최대한 끌어올리려는 의도라는 분석이 나온다. 정보 당국은 이미 전술핵탄두를 소형화·표준화하는 데 성공한 북한이 사실상 핵실험 준비를 마친 상태로 보고 있다. 정보 당국자는 “풍계리 핵실험장도 언제든 핵실험이 가능하도록 복원이 끝났다”고 전했다.

HEU 추출 수천개 원심분리기 공개… “자체 핵 증강 능력 과시”

[北 우라늄 농축시설 첫 공개]
北 공개 우라늄 농축시설 사진 속… 원심분리기 연결 ‘캐스케이드’ 즐비
“파키스탄 제공 P-2형 개량한 듯… 연간 핵탄두 3개 생산 가능 규모”
증강 배치땐 ‘핵무기고’ 급증 관측

2010년 미국 핵 전문가 시그프리드 헤커 박사는 북한 초청으로 영변 핵단지 내 농축시설을 찾았다. 헤커 박사는 이후 자신이 본 핵시설에 대해 현대적이고 깨끗한 공장 내부에 1000개 이상의 원심분리기가 바짝 붙어 3줄씩 정렬돼 있었다고 했다. 원심분리기 외부는 매끄러운 알루미늄 케이싱처럼 보였고, 제어 및 관측장비도 스테인리스 튜브 등으로 깔끔하게 연결됐다고도 했다.

북한이 13일 관영매체를 통해 처음 공개한 우라늄 농축시설은 헤커 박사가 증언한 내용과 거의 일치한다. 깔끔하고 잘 정비된 공장 내부에 수백, 수천 개의 원심분리기를 이어 붙인 ‘캐스케이드’가 자리 잡은 모습이 확인된 것. 김정은 국무위원장이 이를 흐뭇한 표정으로 지켜보는 장면도 담겼다. 군 당국자는 “앞서 핵물질·핵무기를 기하급수적으로 늘리겠다고 위협한 김정은이 이 말이 엄포가 아니라는 걸 과시하기 위해 미 대선이 두 달도 채 남지 않은 시점을 골라 핵 시설을 전격 공개한 것”이라고 했다.

● 자체 개량 원심분리기 4000개 이상 설치한 듯

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긴 원통 모양의 원심분리기는 분당 수만 회의 고속 회전으로 발생하는 원심력을 활용해 핵탄두 원료인 고농축우라늄(HEU)을 만드는 장치다. 이 원심분리기를 수백∼수천 개 이어붙인 것이 ‘캐스케이드’다.

캐스케이드 단계를 많이 거칠수록 우라늄 농축도가 올라가 최종 결과물인 무기급 핵물질인 HEU(농축도 90% 이상)를 얻을 수 있다. 북한이 이번에 공개한 농축시설에 대해 군 소식통은 “규모로 볼 때 최소 4000개 이상의 원심분리기가 설치된 걸로 추정된다”고 했다. 4000개로만 가정해도 연간 최소 80kg의 HEU(핵탄두 3개 분량)를 생산할 수 있다.

이번에 공개된 원심분리기는 사진으로 볼 때 170cm로 알려진 김 위원장의 키와 비슷한 높이다. 과거 파키스탄의 압둘 카디르 칸 박사가 북한에 실물 원형 및 설계도 등을 제공한 P-1, 2형(높이 약 2m)보다 다소 작은 것. 이상규 한국국방연구원(KIDA) 연구위원은 “북한이 P-2형을 자체 개량한 것으로 보인다”고 전했다.

김 위원장은 “이미 완성 단계에 이른 ‘새 형의 원심분리기’ 도입도 계획대로 내밀어 무기급 핵물질 생산 토대를 더 강화해야 한다”고 강조했다. 농축 능력이 더 우수한 신형 기종을 가동해 보다 짧은 기간에 더 많은 HEU를 확보하겠다는 의지를 내비친 것.

북한이 신형 원심분리기를 증강 배치하면 ‘핵무기고’는 기하급수적으로 늘어나게 된다. 영변과 강선 이외에 비밀 농축시설을 곳곳에 설치해 매년 수백 kg의 HEU를 뽑아내는 게 현실화되는 것. 일각에선 북한이 2030년까지 최소 3t(핵탄두 120개 분량) 이상의 HEU를 확보할 수 있다는 관측도 나온다. 아산정책연구원과 미 랜드연구소는 지난해 10월 보고서에서 “북한이 2030년쯤엔 최소 핵무기 300개 생산 문턱에 도달할 것”이라고 전망했다.

● 장소 강선 유력… 확장 공사한 영변 시설일 수도

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북한이 핵무기 제조에 활용 가능한 핵물질은 HEU와 플루토늄 등 두 가지다. 무기급 플루토늄의 경우 대규모 재처리 시설과 보수 유지가 필요하다. 제조 과정에서 정찰위성에 활동이 쉽게 노출되는 단점도 있다. 반면 HEU는 설비 규모가 작고, 지하시설에 설치하면 한미 정찰자산이 포착하기 힘들다. 그런 만큼 북한이 더 은밀하고 신속하게 확보할 수 있는 무기급 핵물질로 평가받는다.

북한은 이번에 농축시설의 구체적 위치는 밝히지 않았다. 군 소식통은 “규모와 내부 구조로 볼 때 헤커 박사가 방문한 영변 핵단지가 아닌 강선의 농축시설로 보인다”고 했다. 강선 농축시설은 2019년 2월 하노이 북-미 정상회담에서 현 공화당 대선 후보인 도널드 트럼프 당시 대통령이 김 위원장 앞에서 지목한 비밀 핵시설 가운데 한 곳이다. 다만 영변 핵단지 내 농축시설일 가능성도 배제할 수 없다. 상대적으로 훨씬 덜 노출된 강선은 ‘비장의 카드’로 남겨두기 위해 영변 핵시설만 공개했을 가능성이 있는 것. 정부 소식통은 “북한이 최근까지 영변 농축시설 확장 공사를 진행한 정황이 포착됐다”며 “김 위원장이 그 시설을 둘러봤을 개연성도 있다”고 전했다.

신진우 기자 niceshin@donga.com
윤상호 군사전문기자 ysh1005@donga.com

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