[단독]北, 지난달부터 핵무기용 플루토늄 추출 정황

한미, 영변원자로 가동 일시중단 포착
北 핵탄두 생산확대 본격화 가능성

미국의 북한 전문매체 38노스가 공개한 북한 영변 핵시설 위성사진. 38노스 홈페이지

최근 북한 영변 핵시설 내 5MW(메가와트) 원자로의 활동이 일시 중단된 징후를 한미 정보 당국이 포착한 것으로 알려졌다. 한미 당국은 핵무기용 플루토늄(Pu)을 추출하기 위한 폐연료봉 재처리 작업 정황일 수 있다고 보고 관련 동향을 밀착 감시 중이다. 북한 김정은 국무위원장이 올해 초부터 핵탄두의 기하급수적 증대와 무기급 핵물질의 생산 확대를 지시해온 만큼 이를 위한 재처리 작업이 본격화되는 것 아니냐는 관측도 나온다.

4일 동아일보 취재를 종합하면 한미 당국은 다양한 정찰자산을 통해 지난달 하순경 영변의 5MW 원자로의 가동이 일시 중단된 정황을 포착했다. 이 원자로는 2021년 7월 재가동이 확인된 뒤 활발한 가동 징후가 미 정찰위성 등에 포착됐지만 9월 하순 들어 이런 움직임이 멈췄다는 것.

정부 소식통은 “한미 당국은 무기급 플루토늄을 얻기 위한 재처리 작업 징후일 수 있다고 보고 있다”고 전했다. 재처리 작업은 원자로 가동을 수주 이상 일시 중단한 뒤 원자로 안의 폐연료봉(사용후 핵연료)을 꺼내 방사화학실험실로 옮기고 화학 공정을 거쳐 무기급 플루토늄을 추출하는 순서로 진행된다. 정부의 고위 당국자는 통화에서 “북한이 조만간 핵실험에 나설 가능성을 배제하지 않고 있다”고 밝혔다.

金 “핵물질 늘려라” 지시 이후… 플루토늄 추출 본격화한 듯

北, 플루토늄 추출 정황

영변 핵시설의 5MW 원자로는 북한의 유일한 무기급 플루토늄 생산 거점이다. 원자로 활동을 일시 중지한 뒤 폐연료봉을 꺼내 재처리 과정을 거치면 고순도의 무기급 플루토늄을 얻을 수 있다. 전문가들은 영변 5MW 원자로의 사용후 핵연료로 매년 6∼8kg의 무기급 플루토늄을 확보할 수 있을 것으로 보고 있다. 2021년 7월부터 다시 가동을 시작해 2년여간 가동을 지속해온 만큼 12∼16kg의 무기급 플루토늄을 얻을 수 있다는 것. 이는 제2차 세계대전 당시 일본 히로시마에 투하된 15kt(킬로톤·1kt은 TNT 1000t의 파괴력)급 핵폭탄 3∼4개를 만들 수 있는 분량이다. 북한의 핵기술이 고도화된 것을 감안하면 실제론 더 많은 양의 핵탄두 제작 개연성도 배제할 수 없다.

북한에선 앞서 4월에도 영변의 5MW 원자로가 수주에 걸쳐 가동이 중단된 정황이 민간위성에 포착됐고, 당시에도 재처리 준비 징후란 관측이 나왔다. 5MW 원자로는 과거에도 활동을 멈춘 전례가 있지만 보통 수일 동안 멈췄을 땐 시설 유지·보수 차원으로 해석됐다. 하지만 수주 넘게 가동이 중단되면 원자로에서 폐연료봉을 꺼내어 재처리하기 위한 징후일 가능성에 무게가 실린다.

5WM 원자로의 연이은 일시적 가동 중단은 북한이 핵탄두용 핵물질 생산에 박차를 가하고 있다는 주요 증거로도 볼 수 있다. 다른 정부 소식통은 “김정은이 작년 말 핵탄두의 기하급수적 증강과 올 3월 핵물질 생산 확대를 거듭 지시한 만큼 무기급 플루토늄과 고농축우라늄(HEU) 등 핵물질을 최대한 뽑아내야 하는 상황”이라고 강조했다. 영변 핵시설 등에 설치한 원심분리기에서 HEU 대규모 증산을 추진하는 동시에 5MW 원자로의 폐연료봉을 이용한 재처리 작업이 임박했거나 이미 진행 중일 가능성이 크다는 것.

최근 핵무력 고도화를 헌법에 상세하게 명시한 북한이 핵물질 생산 징후까지 한국과 미국에 보란 듯 노출한 것은 ‘한미일 대 북-중-러’ 신냉전 기류에 편승해 노골적으로 핵무력 강화에 나서겠다는 의도로도 풀이된다. 정부 당국자는 “(올해 2차례 실패한) 군사정찰위성에 대한 확실한 기술 보장이 되지 않을 경우 북한이 조만간 핵실험 등 더 강력한 도발을 통해 국면 전환에 나설 가능성을 배제할 수 없다”고 전했다.

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