북한의 우라늄 농축 확장
계속해서 북한의 핵 실험 준비활동 정황이 포착됨에 따라 관련된 정보들을 수집하여 분류해보았다.
1. 우라늄 농축 배경
먼저 통일연구원에서 작성한 '북한의 고농축우라늄 프로그램 추진 실태' 보고서에 따르면
제네바 합의가 이행중이던 1990년대 후반부터 북한이 핵개발을 추진하고 있다는 의혹들이 제기되기 시작하였다.
(※제네바합의 : 1994년 10월 21일 북한의 핵문제를 해결하기 위해 스위스 제네바에서 미국과 북한이 체결한 비공개 양해록, 핵사찰 허용과 경수로 제공을 약속한 기본 합의문이다)
공개된 정보에 따르면 김사내라는 북한여성의 의문의 죽음이 북한과 파키스탄 간에 군사정보 거래 일명 '파키스탄 커넥션' 가능성이 제기되었다. 2004년 통일연구원 보고서에 따르면 김사내라는 인물은 당시 파키스탄 주재 북한대사관의 경제참사관인 강태윤의 부인이었으며, 사망원인은 이웃에 의한 오발사고고 보도됨. 당시 김사내는 서방정보기관에 협조하고 있었으며 이런 사실이 북한요원들에게 발각되어 사살당하였다.
하지만 이후 사이먼 핸더슨 워싱턴 극동정책연구소 선임연구원의 기고문에서 새로운 주장이 제기됨. 파키스탄의 핵개발 권위자인 압둘 카디르 칸 박사에 따르면 당시 김사내 사건의 원래 목표는 김사내가 아닌 강태윤이었으며 그 이유도 밝혀진 것과 다르다. 강태윤은 공식적으로 북한과 파키스탄의 핵-미사일 협력체계를 위한 책임자였으며 칸 박사와도 긴밀한 사이였다. 하지만 아들의 학비 마련 등의 이유로 주류밀매와 같은 불법적 사업을 통해 돈을 벌려 했으며 이 과정에서 원한관계가 발생하였을 가능성을 제기하였다.
이러한 북한과 파키스탄의 커넥션에 대한 구체적 사항은 이후 CIA에서 발간한 문건에서 찾아볼 수 있다.
- 북한은 제네바 합의 이후 HEU(High Enriched Uranium) 프로그램을 시작하였음
- 북한은 파키스탄에게 미사일 수출과 관련 기술을 제공하였음
- 파키스탄은 북한에게 핵탄두 설계 정보, 핵실험 데이터, 원심분리기, HEU 제조 기술 등을 제공함
- 북한은 이미 2002년 HEU 관련 기술을 완전히 확보하였으며 생산규모의 확장을 추진하고 있음
2022년 현재 북한은 이미 상당수의 고농축우라늄을 확보하였으며 생산관련 기술을 훨씬 더 개발하였으리라 추정된다.
그렇다면 북한은 왜 이토록 우라늄을 농축시키려 하는 것일까라는 의문에 다음의 특징들을 살펴보았다.
2. 고농축우라늄의 특징
고농축우라늄의 특징
핵무기를 만들 수 있는 재료는 두 가지 이다.
1. 천연우라늄에 포함된 소량의 U-235를 순도 90%이상 농축시켜 얻는 고농축우라늄(HEU)
2. 원자로 가동 후 발생한 사용후핵연료의 재처리로 고순도의 Pu-239
(연구개발비로 7000억원이 투입된 사용후핵연료 재처리 기술, 일명 파이로프로세싱이 우리나라에서 논란인 것과 미국, IAEA의 감시를 받는 이유도 군사적 목적의 이용 가능성을 배제할 수 없기 때문에 핵확산과 관련하여 매우 민감한 사항임)
1번 고농축우라늄의 경우, 천연우라늄에서 U-235를 분리하여 순도를 높이는 방법은 여러가지 이다.
1) 기체원심분리법 : 북한과 파키스탄이 사용하는 기법, 구식 기술이며 U-235,238의 질량 차이를 이용하여 분리함
2) 기체확산법 : 기체우라늄의 확산속도 차이를 이용함
3) 전자기법 : 가속기 원리를 이용하여 이온빔을 발생시켜 전자기장에 의한 질량분리기법으로 원하는 이온을 획득함
4) 노즐법 : 반원형의 곡면벽에 기체 형태로 공급하여 원심력에 의한 분리 기법
5) 화학적 교환법 : 산화환원 반응을 이용한 전기화학적 분리
6) 레이저법 : 특정 파장의 레이저를 조사하여 U-235의 전자에만 영향을 주어 (+) 극성을 띈 U-235가 (-) 극성을 띈 수집장치에 의해 수집됨. 2000년경 우리나라에서도 해당 기술을 시도함. 한국원자력연구원의 전신인 한국원자력연구소에서 가돌리늄 농축 실험 과정에서 당시 장인순 소장이 우라늄 농축 실험을 실시함. 2004년 IAEA 사찰에 의해 발각됨
3. 농축시설 탐지 방법
2014년 한국원자력통제기술원에서 투고한 논문인 '북한 우라늄 농축시설로 인한 한반도에서의 공기중 우라늄 입자 농도 예측' 에서 북한 미신고 우라늄 농축시설 탐지 가능성을 평가하였다. 공기중으로 누출되는 UF6 선원항의 장·단거리 대기확산모델을 이용하여 예측하는 시도를 하였다. 결과적으로 농축시설 주변에서 공기포집에 의한 핵활동 탐지는 가능하지만 장거리에서는 불가능할 것으로 예측하였다.
북한이 사실상 핵사찰을 거부하고 있는 상황에서 이러한 장거리 평가 모델을 지속적으로 개발하고 시도하는 것은 좋은 연구 방향이라 생각한다.
4. 자료참조
1. 북한의 고농축우라늄(HEU) 프로그램 추진 실태. 2004.6 전성훈(북한연구실 선임연구위원). 통일연구원
2. 북한 우라늄 농축시설로 인한 한반도에서의 공기중 우라늄 입자 농도 예측. 곽성우, 강한별, 신중기, 이정현. 2014년7월30일. 한국원자력통제기술원