[서울=뉴스핌] 이영태 기자 = 북한 영변 핵시설 내 원자로 가동이 일시 중단된 것은 핵무기용 플루토늄 추출을 위한 것이라고 핵 전문가들이 진단했다. 이들은 늦어도 내년 상반기에 핵물질 생산이 가능하며 연간 최대 6개의 핵무기를 추가할 수 있을 것으로 전망했다.

국제원자력기구(IAEA) 사무차장을 지낸 올리 하이노넨 스팀슨센터 특별연구원은 5일 미국의소리(VOA) 방송에 최근 북한 영변 핵시설 내 5MW 원자로 가동이 일시 중단된 것은 핵 연료봉 재처리와 연관이 있다고 밝혔다.

영변 핵 시설을 촬영한 위성사진. 2023.10.6 [사진: CNES/Airbus (Google Earth)]

하이노넨 특별연구원은 "영변 핵시설 내 5MW 원자로는 지난 2021년 7월 재가동을 시작한 이후로 지속적으로 가동 정황을 보여왔다"며 "2년이 조금 넘은 현재 시점에서 원자로 가동을 멈춘 것은 단순한 유지 보수 움직임이 아니라 핵연료봉 재처리를 위한 움직임이 분명하다"고 지적했다.

특히 해당 원자로에서 2년간 가동이 지속된 것은 평소보다 방사선 조사를 더 길게 수행한 것으로, 일반적으로 더 오래 조사하면 더 많은 플루토늄을 생산할 수 있다고 분석했다.

그러면서 "원자로 가동을 중단한 것은 북한이 핵무기를 위한 더 양질의 플루토늄을 생산하고 있다는 또 다른 신호를 보내는 것"이라고 평가했다.

아울러 지난 1년 동안 북한이 재처리 공장에서 일부 개조 작업을 수행해온 점도 북한의 핵연료봉 재처리 움직임을 뒷받침하는 주요 정황이라고 말했다.

위성사진 분석을 통해 원자로와 재처리공장 외부에서 개보수를 위한 일부 재료가 쌓여 있는 모습이 확인됐다는 설명이다.

그는 "북한은 이 기간 동안 5MW 원자로에 있는 사용 후 연료 저장소도 개조했다"며 "이것은 북한이 시설에 대한 유지·보수 및 개선을 위해 1년 가까이 이 곳을 사용해왔다는 일종의 징후"라고 언급했다.

이어 "기술적 관점에서 볼 때 북한은 재처리와 플루토늄 생산을 시작할 준비가 됐다"고 부연했다.

한국 군 당국도 5일 북한 평안북도 영변 핵시설 내 5MW 원자로 가동이 최근 일시 중단된 정황을 포착한 것으로 알려졌다.

전하규 국방부 대변인은 이날 정례브리핑에서 "한미 정보당국이 관련 동향에 대해 예의주시하고 있다"고 밝혔다.

미국 핵 과학자인 데이비드 올브라이트 과학국제안보연구소(IISS) 소장도 이날 "원자로 가동 후 2년이 지난 시점에서 북한이 가동을 멈춘 것은 플루토늄 추출을 위한 움직임으로 보는 것이 합리적"이라고 진단했다.

올브라이트 소장은 "원자로에 연료를 한 번 충전하면 2년 동안 가동할 수 있다"며 "그런 다음 가동을 멈추고 연료를 교체한 뒤 방사화학실험실에서 방사선을 조사한 연료를 처리하고 이후 플루토늄을 분리하는 것이 순서"라고 설명했다.

그러면서 "지금은 원자로를 멈춘 뒤 다음 연료로 재장전하기 적절한 시점"이라며 "지금 가동을 중단하는 것은 원자로를 재장전하는 동안 이를 재처리해서 플루토늄의 재고를 약간 늘리겠다는 계산일 것"이라고 관측했다.

런던에 본부를 둔 국제 핵 관련 개발과 이행, 검증을 연구하는 비정부기구 '버틱(VERTIC)'의 헤일리 윙고 '검증 및 사찰' 담당 헤일리 윙고 연구원은 "이번 움직임은 5MW 원자로의 과거 가동 주기와 일치한다"며 역시 핵 연료봉 재처리 가능성에 무게를 뒀다.

윙고 연구원은 "원자로 가동은 일반적으로 2~3년 정도 지속된다"며 "이번 움직임이 영변 원자로의 가동 주기가 끝났다는 의미라면, 북한은 원자로의 조사된 연료를 배출하고 이를 재처리해 핵무기용 플루토늄 생산을 위한 준비를 하고 있을 가능성이 높다"고 추정했다.

또한 이런 측면에서 향후 5MW 원자로 외에 영변 핵시설 내 방사화학실험실의 동향을 예의주시할 필요가 있다고 강조했다.

그는 "주목해야 할 또 다른 시설은 영변 방사화학실험실로, 북한이 5MW 원자로의 연료를 재처리하게 될 곳"이라면서 "이 연구소는 석탄 화력발전소에서 전력을 공급받으며, 재처리 공정이 시작되기 전에는 화력발전소 폐기물인 석탄회를 저장하는 연못을 정화하는 등의 활동이 이뤄진다"고 언급했다.

아울러 "재처리 공정 중에는 일반적으로 화력발전소의 굴뚝에서 연기가 나오며, 이는 방사화학실험실에 전력이 공급되고 있음을 나타낸다"면서 관련 활동을 주목해야 한다고 부연했다

전문가들은 핵연료봉 재처리 작업이 진행된다면 2, 3개월에서 최대 6개월 내 실제 핵물질 생산이 이뤄질 것으로 전망했다.

올리 하이노넨 특별연구원은 원자로에서 빼낸 핵 연료봉은 매우 뜨겁고 방사능 수치도 높기 때문에 최소 2주에서 한 달 정도 대기 시간이 필요하다며 "그 이후에야 재처리 작업을 진행할 수 있다"고 말했다.

이에 따라 재처리 작업 완료에는 2~3개월 정도 소요될 것이며, 적어도 내년 3월 전까지는 재처리 공정이 끝날 것으로 전망했다.

데이비드 올브라이트 소장도 핵연료 재처리 공정이 시작되면 보통 3개월 내에 열과 방사능 수준이 거의 소멸된다면서, 이르면 3개월 늦어도 6개월 안에는 방사화학실험실에서 재처리 공정의 징후가 포착될 것으로 내다봤다.

전문가들은 북한이 5MW 원자로를 가동한 뒤 나오는 폐연료봉을 방사화학실험실에서 재처리하면 핵탄두에 탑재할 수 있는 무기급 고순도 플루토늄을 추출할 수 있다면서, 연간 2~3개에서 최대 6개 정도의 핵무기를 생산할 수 있을 것으로 평가했다.

하이노넨 특별연구원은 북한이 핵탄두 소형화를 지속적으로 강조해온 점에 주목하면서, 그럴 경우 "더 나은 품질의 플루토늄이 필요하다"고 언급했다.

그러면서 고순도의 플루토늄일수록 핵무기에는 소량의 플루토늄만 필요하기 때문에, 같은 양이라면 북한이 과거 1년 동안 생산했던 2, 3개보다 많은 3, 4개에서 최대 6개 정도가 생산 가능할 수 있다고 봤다.

올브라이트 소장은 핵무기 생산 가능 추정치는 북한이 어떤 핵물질을 조합하느냐에 따라 달라질 수 있다면서, 만일 플루토늄과 무기급 우라늄을 결합한다면 원자로 한번 가동 시 2개 이상 확보가 가능할 것이라고 예상했다.

전문가들은 영변 핵시설에서 핵물질 생산에 돌입한다면 그 다음 단계는 실험용 경수로 가동이 될 것이라고 입을 모았다.

하이노넨 특별연구원은 김정은 북한 국무위원장이 올해 초 핵물질의 기하급수적인 증산을 강조한 사실을 언급하면서, 5MW 원자로만으로는 무기 재고를 빠르게 늘리기 어렵다고 지적했다.

반면 실험용 경수로에서는 5MW 원자로보다 4배 정도 많은 연간 약 30kg 정도의 플루토늄 생산이 예상되는 만큼, 북한이 다음 단계로 실험용 경수로 가동을 위한 준비 움직임을 보일 수 있다며 이를 주의 깊게 살필 필요가 있다고 조언했다.

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