美 싱크탱크 ISIS “北 영변서 삼중수소 자체생산”

[국제사회 대북제재 이후]

1월 25일 촬영된 북한 영변 핵시설 위성사진. 왼쪽 위 직사각형 건물이 북한에서 삼중수소를 제조하는 것으로 알려진 IRT 실험용 원자로. 원자로 오른쪽에 있는 길쭉한 건물은 방사화학실험실(방사성 동위원소 실험실). ISIS 홈페이지

美 싱크탱크 ISIS 북한이 고농축우라늄(HEU)을 활용해 영변 연구용 원자로를 가동 중이며 여기에서 삼중수소를 자체 생산하고 있다는 분석이 미국 싱크탱크에서 나왔다. 이런 분석이 북한의 4차 핵실험(1월 6일) 이후 관심을 끌어온 삼중수소의 출처를 밝히는 계기가 될지 주목된다. 4차 핵실험이 북한 주장대로 수소폭탄이든, 한국 정부 분석대로 증폭핵분열탄이든 삼중수소는 필요하다는 점에서다.

미국 과학국제안보연구소(ISIS)는 10일(현지 시간) “북한이 자체 제작한 HEU를 활용해 연구용 원자로(IRT)를 가동하고 있으며 여기서 삼중수소를 생산할 수 있게 됐다”고 밝혔다.

ISIS가 삼중수소 출처로 지목한 IRT는 옛 소련이 제공해 1965년 만든 실험용 원자로다. 당초 의료용 방사성 동위원소를 생산하는 게 목적이었으며 2메가와트(MW)급 성능에 저농축우라늄을 원료로 사용했다. 저농축우라늄은 옛 소련이 제공했다. 1974년, 1980년대 두 차례의 업그레이드로 출력을 8MW까지 늘렸다.

하지만 북한이 1993년 핵확산금지조약(NPT) 탈퇴를 선언해 ‘1차 북핵 위기’가 터진 뒤 러시아가 연료 공급을 중단하자 원자로 연료를 저농축에서 고농축우라늄으로 바꿨다. 핵무기의 재료인 HEU를 원자로 연료로 사용한 것이다. 원자로가 60∼70% 가동률로 운영된다고 가정할 때 필요한 핵연료는 저농축우라늄의 경우 연간 30kg이지만 HEU는 7.5kg이면 된다. 그만큼 효율적이다. HEU는 북한이 2010년 공개한 원심분리기 공장에서 생산하는 것으로 추정된다. 북한은 2012년 중국을 통해 핵연료 제조공장에 필요한 설비 일체도 들여왔다고 ISIS는 덧붙였다.

문제는 북한의 핵연료 제조와 원자로 가동 방식이 안정성을 확보하지 못했다는 점이다. 당초 설계와 달리 연료를 고농축으로 바꾸고 출력도 4배나 늘리는 무리수를 두며 원자로를 운영하고 있기 때문이다. ISIS는 “2012년에서 2014년 사이에 북한이 자체 제작한 연료봉 2개가 녹아내려 대대적인 수리를 했다”며 “이는 원자로 안전에 대한 우려를 불러일으킨다”고 밝혔다.

조숭호 기자 shcho@donga.com