[이일우의 밀리터리 talk] 北비핵화 ‘악마의 디테일’은 고농축우라늄(HEU)
지난달 말 도널드 트럼프 미국 대통령에게 보고된 미 국방정보국(DIA : Defense Intelligence Agency) 북핵 실태 보고서가 미 정치권과 외교가를 강타하며 파장이 일파만파 확산되고 있다.
이 보고서를 최초 보도한 NBC 방송에 따르면 미국 정보당국은 북한이 진정한 비핵화 의지가 없다는 결론의 보고서를 최근 백악관에 제출했다. 보고서는 미국이 한미연합훈련 중단과 체제보장 약속이라는 큰 선물을 주었음에도 북한이 진정성 있는 비핵화 조치를 취하지 않고 있으며, 풍계리 핵실험장 폭파는 단지 큰 쇼(Big show)에 불과하다고 꼬집었다.
싱가포르 정상회담 이후 새롭게 수집된 최신 정보들을 바탕으로 작성된 이 보고서는 북한이 영변 이외의 비밀 장소 여러 곳에서 고농축 우라늄 생산 활동을 늘리고 있다고 판단했다. 북한의 이러한 의도는 지난 정상회담에서 ‘완전한 비핵화'(complete denuclearization)에 동의하는 척 하면서 차후 회담을 통해 더 많은 양보와 보상을 얻어내기 위한 것이라는 분석도 이어졌다.
NBC 방송에 관련 내용을 인터뷰한 익명의 정보관계자는 “북한이 미국을 속이고 있다는 명백한 증거가 있다"(There is absolutely unequivocal evidence that they are trying to deceive the US)고 증언했고, 이러한 인식은 미국 정부 여러 관계자들이 공유하고 있다는 내용도 덧붙였다. 이는 김정은 국무위원장을 믿을 수 있으며 비핵화 협상이 잘 진행되고 있다는 트럼프 대통령의 지난 발언과 정면으로 배치되는 것이어서 미국 정치권과 외교가에 큰 파장을 일으키고 있다.
사실 북한이 비밀리에 핵물질을 대량으로 생산하고 있을 가능성은 이미 몇 년 전부터 제기되어 왔었다. 원자력 발전소에서 인출한 폐연료봉을 재처리해 추출하는 플루토늄(Plutonium) 239의 경우 추출 과정에서 자연 상태에 존재하지 않는 인공방사성 동위원소가 발생한다. 크립톤(Krypton)-85 등의 원소들은 대기 중 극미량만 존재해도 포집이 가능하기 때문에 북한이 아무리 비밀리에 플루토늄 생산을 진행한다고 하더라도 그 기도가 노출될 수밖에 없다.
문제는 HEU다. HEU는 원료가 되는 천연우라늄과 원심분리기 등 기본 재료와 작업을 진행할 비밀 공간, 그리고 전력만 있다면 누구도 모르게 원하는 만큼 대량 생산이 가능하기 때문이다. 북한은 지난 1994년 제네바 합의에서 비핵화 합의문에 도장을 찍은 직후 영변 핵시설을 폐쇄하는 척 하면서 곧바로 HEU 핵무기 개발을 위해 파키스탄의 압둘 카디르 칸 박사와 손을 잡았던 전력이 있다. 우라늄 핵무기 개발만큼 미국의 눈을 속이기 쉬운 방법도 없었기 때문이다.
우라늄을 농축하는 방식은 크게 확산공법, 원심분리공법, 레이저공법 등으로 나뉠 수 있는데, 북한은 효율이 좋은 원심분리공법을 선호한다. 지난 2010년 방북한 지그프리드 헤커(Siegfried S. Hecker) 박사는 약 2,000기의 신형 원심분리기를 목격한 바 있었다. 북한에 HEU 기술을 전달한 파키스탄 압둘 카디르 칸(Abdul Qadeer Khan) 박사의 증언이나 마레이징강(Maraging steel) 등 북한의 부품 밀수 시도 등을 종합해 판단해보면 북한이 대량으로 운용 중인 원심분리기는 연간 8,000 SWU(Separative Work Unit)를 처리할 수 있는 파키스탄제 P-2 원심분리기의 개량형으로 추정된다. 8,000 SWU의 처리 능력을 가진 원심분리기 2,000개를 1년간 가동하면 90% 이상의 고농축 우라늄 40kg 가량을 생산할 수 있다. 핵탄두 2.5개를 만들어낼 수 있는 양이다.
문제는 이러한 헤커 박사가 목격한 농축시설이 가동되기 시작한 시기가 2010년경이고 이 시설의 연간 HEU 생산 능력이 40kg인데, 2017년 말 기준 한·미 정보당국이 추정하고 있는 북한의 HEU 보유량이 758kg에 달한다는 점이다. 헤커 박사의 방북 시기와 한·미 정보당국 조사 시점 사이에는 8년의 시간이 있다. 북한이 2,000기의 원심분리기를 풀가동해도 최대 생산 가능한 HEU는 320kg 수준이지만, 현재 추정 보유량은 최대 생산량의 2배가 넘는다. 즉, 모종의 비밀 시설에서 HEU 대량생산이 진행되고 있다는 것이다.
DIA는 그 모종의 비밀 시설을 '강성'(Kangsong)이라는 이름의 시설로 보고 있다. 2000년대 초반부터 가동된 이 시설은 P-2 원심분리기 6,000~12,000개가 설치되어 있으며, 이 가운데 연평균 7,000개 정도가 가동되어 왔다는 것이 DIA의 추정이다. 8,000 SWU 처리용량의 원심분리기 7,000개를 풀가동할 경우 연간 140kg 가량의 HEU를 생산할 수 있다. 연간 8.75개의 핵탄두를 만들어낼 수 있는 양이다.
P-2 원심분리기에서 1g의 90% 고농축 우라늄을 생산하는데 소요되는 전력은 약 1,000kW으로 알려져 있는데, 약 16kg의 HEU가 소요되는 핵탄두 1발 생산을 위해서는 1,600만kw라는 엄청난 전력이 필요하다. 전력난에 시달리는 북한으로서는 감당하기 어려운 수준이지만, 국제사회의 감시망을 피해 핵무기를 만들어야 했던 북한은 사활을 걸고 전력 생산량 확대에 나섰다.
북한은 지난 2011년부터 원유 지원을 대가로 중국과 50:50으로 나누어 사용했던 수풍댐 전력생산량을 전량 회수했다. 평안북도와 자강도, 양강도 일대의 소형 하천과 지류마다 발전용량 10,000kw 미만의 소형 수력발전소를 대량으로 건설하고 있고, 김정일은 죽기 직전까지 자강도 희천발전소 건설현장을 8번이나 찾으며 조기 완공을 독려했다.
이처럼 국가적 역량을 집중해 대량의 발전소를 건설했음에도 불구하고 평안도 및 자강도 일대의 전력 사정은 거의 나아지지 않았다. 평양을 비롯한 대도시들의 정전은 일상이며, 김정은이 직접 챙길 만큼 중시했던 메기 생산 공장에서도 정전으로 인한 대량 폐사 사건이 발생할 정도로 북한의 전력사정은 심각한 수준이다. 즉, 2010년을 전후해 평안도-자강도 지역에 대량의 수력발전설비가 건설되었음에도 불구하고 전력 사정은 더욱 나빠졌으며, 이것은 이 지역 어디에선가 대량의 전력이 은밀하게 소비되고 있다는 것을 의미한다. 즉, 2010년 이후 북한은 평안도-자강도 일대의 모처에 비밀 시설을 만들어놓고 대량의 전력을 투입해 HEU 생산을 진행해오고 있다는 추론이 가능하며, 이 때문에 이 일대 어딘가에 강성 우라늄 농축시설이 존재할 가능성이 크다는 결론에 도달할 수 있다.
북한에는 상당한 수준의 우라늄이 매장되어 있다. 북한 매체의 주장에 따르면 북한 국내에 약 400만톤 수준의 우라늄이 매장되어 있고, 품위 역시 상당한 고품질로 알려져 있다. 이 우라늄의 평균 품위를 0.4% 정도로 가정하더라도 가채매장량은 1.35만톤에 달할 것으로 추정된다. 원료의 대량 자체 조달이 가능하기 때문에 전력만 확보된다면 연간 10개 안팎의 핵탄두 생산도 가능하다. 북한이 HEU에 매달리는 이유다.
과거 남아공과 이란 등 핵사찰 수용 국가들의 전례에서도 볼 수 있듯 HEU에 대한 핵 사찰, 특히 HEU의 정확한 생산량과 시설 위치를 파악하는 것은 사찰 대상국이 적극적으로 협조하지 않는 한 기술적으로 불가능에 가깝다. 남아공의 경우 국가적 차원에서 적극적인 비핵화 의지를 갖고 매우 성실하게 사찰에 임했음에도 신고된 HEU의 양과 사찰단이 발견한 HEU의 양이 달라 문제가 된 적이 있었다. 사찰 대상국이 처음부터 기만 의도를 가지고 사찰에 임한다면 IAEA 등 국제사회가 아무리 노력하더라도 모든 핵무기와 핵시설을 완벽하게 찾아내는 것은 어렵다는 의미다.
미 국방부와 정보기관, 주요 싱크탱크와 민간연구기관에서는 위성사진과 탈북자 정보 등을 종합한 결과 북한이 싱가포르 합의 이후에도 핵물질 생산을 늘리고 장거리 미사일 생산 시설을 증축하는 등의 행보를 보이며 사실상 비핵화 합의에 역행하고 있다고 지적하고 있다. 이러한 우려와 불신이 쏟아지는 가운데 오는 6일, 마이크 폼페이오 미 국무장관이 평양을 찾아 북한과 어떤 이야기를 주고받을지 세간의 관심이 쏠리고 있다.
이일우 군사 전문 칼럼니스트(자주국방네트워크 사무국장) finmil@nate.com
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