IAEA, 북한 영변·강선 우라늄 농축 시설 확장 경고

확대되는 핵물질 생산망

북한이 주요 핵시설인 영변 핵단지에 새로운 2층짜리 우라늄 농축 시설을 건설했다. 국제원자력기구(IAEA)는 이를 심각한 우려 사안으로 지적했다. 위성사진과 북한 관영매체가 공개한 사진을 토대로 한 IAEA 평가에 따르면, 이 건물에는 원심분리기 캐스케이드가 최대 28기까지 들어설 수 있다.

IAEA는 평양 인근 강선 농축시설의 확장 별관이 올해 1월 가동을 시작한 것으로 보이는 징후도 확인했다. 두 곳의 활동을 종합하면 북한이 여러 장소에서 고농축 우라늄 생산 능력을 키우고 있는 것으로 보인다. 이에 따라 북한의 핵 프로그램을 감시하고 억제하기가 더 어려워질 수 있다.

라파엘 그로시 IAEA 사무총장은 농축시설의 지속적인 가동과 확장이 유엔 안전보장이사회 결의를 위반한다고 밝혔다. 이번 조사 결과는 김정은 북한 국무위원장이 핵무기를 국가 안보 정책과 국가 정체성의 핵심으로 계속 내세우는 가운데 나왔다.

IAEA가 영변에서 확인한 것

영변은 북한에서 가장 잘 알려진 핵단지다. 오랫동안 핵무기에 사용할 수 있는 플루토늄과 농축 우라늄 생산 시설로 지목돼 왔다. 새로 확인된 건물은 이 시설의 두 번째 우라늄 농축시설로 추정된다.

IAEA 평가에 따르면 건설은 2024년 12월 시작됐다. 몇 달 뒤 외부 공사가 마무리됐고, 이어 전기 설비와 비상 발전기, 냉각 시스템이 설치됐다. 위성사진에는 올해 초 냉각 장치 한 대 이상이 가동 중인 모습도 포착됐다.

6월 3일 김 위원장의 시설 방문 당시 촬영된 사진에는 건물 1층과 2층 모두에 원심분리기 캐스케이드가 설치된 모습이 담겼다. 캐스케이드는 단계별로 연결된 원심분리기 집합체다. 각 원심분리기는 우라늄의 다른 형태에서 핵무기 생산에 필요한 우라늄 동위원소를 분리해 농도를 높인다.

IAEA는 설치된 원심분리기의 수나 작동 효율, 모든 캐스케이드의 가동 여부를 확인하지 못했다. 28기라는 추정치는 검증된 생산량이 아니라 건물의 잠재적 수용 능력을 가리킨다.

캐스케이드 28기가 중요한 이유

시설 규모는 북한의 생산 능력이 얼마나 늘어날 수 있는지 외부 분석가들이 가늠하는 단서를 제공한다. 연구에서 인용된 한 추정치에 따르면 캐스케이드 28기에는 원심분리기 약 4,592대가 들어갈 수 있으며, 예상 수준으로 가동할 경우 연간 무기급 고농축 우라늄을 약 85kg 생산할 수 있다.

탄두 하나에 고농축 우라늄 약 20kg이 필요하다는 추정에 따르면, 이 양은 매년 핵탄두를 약 3~4기 추가로 만들기에 충분할 수 있다. 다만 이는 추정치일 뿐 확인된 북한의 생산 속도는 아니다. 실제 결과는 원심분리기의 설계와 성능, 투입 물질의 품질, 가동 일정, 무기 한 기당 필요한 우라늄 양에 따라 달라진다.

연구에 인용된 다른 추정치들은 북한의 기존 고농축 우라늄 연간 생산량을 약 215~232kg으로 본다. 새 영변 시설이 잠재적 생산 능력을 달성하면 북한의 연간 생산량은 300kg을 넘어설 수 있다. 북한이 접근을 제한하고 핵 기반시설 상당 부분을 숨기고 있어 이런 계산에는 불확실성이 남는다.

이번 개발의 의미는 새로 만들 수 있는 탄두 수에 그치지 않는다. 농축 능력이 늘어나면 평양은 기존 핵무기를 유지하고, 무기에 사용된 물질을 보충하며, 한 곳에만 의존하지 않고 핵물질 비축량을 확대할 수 있는 여지가 커진다.

강선에서 더해진 우려

IAEA 평가는 북한 수도 인근의 농축시설인 강선에서도 활동이 이어지고 있음을 보여준다. 기존 시설 옆에 2024년 별관이 들어섰으며, IAEA는 올해 1월 이곳에서 가동이 시작된 것으로 보이는 징후를 확인했다.

IAEA는 별관 내부에서 고농축 우라늄이 생산되고 있는지 판단하지 못했다. 다만 북한이 이 시설을 무기급 핵물질 생산 기지라고 설명해 왔으며, 무기용 물질 생산 가능성을 배제할 수 없다고 밝혔다.

위성 관측 결과, 보고 기간 영변의 기존 우라늄 농축시설도 가동 중인 것으로 나타났다. IAEA는 사용후핵연료에서 플루토늄을 추출하는 재처리 작업이 완료됐을 가능성을 시사하는 징후도 보고했다. 플루토늄과 고농축 우라늄은 서로 다른 물질이지만 둘 다 핵무기 생산에 쓰일 수 있다.

두 곳에서 별도로 활동이 이뤄진다는 점은 감시와 안보 측면에서 중요하다. 시설이 여러 지역에 분산되면 한 곳에서 차질이 발생해도 그 영향이 줄어들 수 있고, 외국 정부가 생산 전반을 파악하기도 더 어려워진다. 옥스퍼드대 강사 에드워드 하월은 은폐된 시설이 북한 핵 프로그램을 평가할 때 핵심 우려 사항이라고 말했다.

북한의 핵 프로그램이 특히 우려스러운 이유는 많은 시설이 알려지지 않은 채 숨겨져 있어 표적으로 삼기 어렵다는 점입니다.

하월은 강선을 비롯해 영변 외부의 시설도 언급하며, 북한의 핵 교리는 대외 정책과 국내 정책 모두에 긴밀히 연결돼 있다고 말했다. 이는 직접 사찰이 아닌 원격 관측에 의존하는 정부들이 처한 한계를 보여준다.

IAEA의 북한 감시 방식

평양이 2009년 사찰단을 추방한 뒤 IAEA 사찰관은 북한에 들어가지 못하고 있다. 현재 IAEA는 위성사진과 공개된 정보, 북한 당국이 공개한 사진에 의존한다. 이 방식으로 건설 상황과 건물 변화, 차량 이동, 전력 사용량, 냉각 활동을 파악할 수 있지만 현장 사찰만큼 확실한 정보를 얻을 수는 없다.

이번 경우 IAEA는 김 위원장의 6월 방문 당시 촬영된 사진을 공사 기간의 상업 위성사진과 비교했다. 이를 통해 건물의 위치와 용도를 추정할 수 있었다. 관영매체 사진에는 1층과 2층 모두에 설치된 원심분리기 캐스케이드도 포착됐다.

여러 세부 사항은 여전히 확인되지 않았다. IAEA는 정확한 장비 수와 기술 사양, 가동률, 생산된 농축 우라늄의 양을 검증할 수 없다. 저장 시설을 사찰하거나 물질이 다른 장소로 옮겨졌는지 확인하는 것도 불가능하다.

이런 정보 공백 때문에 공개 추정치는 정확한 수치가 아니라 범위로 제시된다. 폐쇄적인 북한의 정치 체제와 핵시설을 숨겨 온 전력도 파악을 어렵게 한다. IAEA는 활동 징후를 찾아낼 수 있지만, 모든 핵물질을 독립적으로 확인하거나 북한 핵무기 규모 전체를 파악할 수는 없다.

김정은 집권 이후 가속화된 핵 프로그램

김정은 집권 이후 북한의 핵 활동은 확대됐다. 김 위원장은 수많은 미사일 시험을 주도하고 핵무력 강화를 거듭 촉구해 왔다. 북한은 2017년 이후 대륙간탄도미사일을 시험했으며, 이를 통해 한반도 훨씬 너머의 목표물을 겨냥하도록 설계된 잠재적 운반 수단을 갖추게 됐다.

북한은 핵실험을 6차례 실시했다. 가장 최근 실험은 2017년 9월에 이뤄졌다. 북한은 2022년 핵보유국 지위를 선언하고 그 지위는 되돌릴 수 없다고 밝혔다. 핵무기를 포기하지 않겠다는 입장도 내놨다.

북한 당국자들은 IAEA의 권한을 인정하지 않는다. 연구에서 인용된 성명에서 북한의 빈 주재 유엔대표부는 북한이 핵확산금지조약(NPT) 밖의 핵보유국인 만큼 IAEA가 내정에 간섭할 법적 권리가 없다고 주장했다. 북한은 미국 및 국제 사찰단과 수년간 갈등을 겪은 끝에 2003년 조약에서 탈퇴했다.

IAEA와 유엔은 북한의 주장을 안보리 결의를 무시할 근거로 인정하지 않는다. 해당 결의는 북한의 핵실험과 핵무기 관련 기술 개발을 금지하며, 여기에는 우라늄 농축과 탄도미사일 프로그램도 포함된다.

제재로 건설을 막지 못한 이유

북한은 핵·미사일 프로그램과 관련해 광범위한 국제 제재를 받아 왔다. 제재는 무기 생산을 뒷받침할 수 있는 무역과 금융 활동, 기술 이전, 장비 접근을 제한한다. 제재로 프로그램 비용은 높아졌지만 북한 내부의 건설과 연구를 막지는 못했다.

원심분리기 부품은 크기가 비교적 작고 은폐된 네트워크를 통해 생산하거나 조립할 수 있어 관련 장비의 이동을 추적하기가 어렵다. 건물을 민간 산업시설로 위장할 수도 있다. 외부 접근을 제한하면서 새 시설을 건설하는 북한의 능력은 제재 집행에 정보 공유와 사찰, 주변국 간 협력이 중요한 이유를 보여준다.

심각한 경제난에도 핵 프로그램은 우선순위를 차지한다. 핵 비확산 연구단체가 2022년 내놓은 추정치에 따르면 북한의 핵무기 관련 연간 지출은 약 6억4,000만 달러였다. 정확한 액수는 확인하기 어렵지만, 이 추정치는 평양이 무기 개발에 계속 투입하는 자원을 보여준다.

핵무기 비축량 증가는 한국과 일본, 미국의 군사 계획과 외교적 판단에 영향을 줄 수 있다. 미사일 시험과 군사훈련, 정치적 긴장이 동시에 이어지는 상황에서는 위기 때 오판할 위험도 커질 수 있다.

서울, 대화 제안

이재명 한국 대통령은 8월 북한에 양국 간 전쟁을 공식적으로 끝내기 위한 대화를 제안했다. 한국전쟁은 평화조약이 아닌 정전협정으로 1953년 막을 내렸으며, 이에 따라 남북한은 기술적으로는 여전히 전쟁 상태다.

이 대통령은 전쟁을 공식적으로 끝내기 위한 논의에서 북한 핵 능력의 진전을 멈출 방안도 다룰 수 있다고 밝혔다. 평양은 이 제안에 응답하지 않았다. 북한은 대화가 핵무기 포기를 강요하려는 목적이라고 판단할 경우 과거에도 협상을 거부해 왔다.

이 대통령은 김 위원장과 도널드 트럼프 미국 대통령 간 합의로 북한의 핵 생산을 동결하는 방안도 지지하겠다고 밝혔다. 생산 동결은 완전한 비핵화에는 못 미치지만, 사찰단이 조건 이행을 검증할 수 있다면 핵무기 비축량 증가를 제한할 수 있다.

이번 IAEA 조사 결과는 동결 합의를 더 어렵게 만든다. 새로운 건물과 확장된 시설이 생기면서 동결 대상에 무엇을 포함할지, 기존 핵물질을 어떻게 집계할지, 신고되지 않은 시설을 찾아내 감시할 수 있을지에 관한 새로운 질문이 제기된다.

새 시설의 의미

영변의 건물과 강선 별관만으로 북한이 보유한 핵무기의 정확한 수를 확정할 수는 없다. 일반적으로 북한이 핵탄두 수십 기를 보유한 것으로 추정되지만, 연간 생산량 추정치는 큰 차이가 난다. 새로 확보된 증거는 북한이 핵무기 수를 늘리는 데 필요한 기반시설에 계속 투자하고 있음을 보여준다.

그로시 사무총장은 이번 조사 결과가 안보리 결의에 대한 지속적인 위반이라고 밝혔다. 그의 경고는 더 광범위한 문제도 반영한다. 현장에 사찰관이 없으면 국제사회는 건물이 완공되고 장비가 설치된 뒤에야 시설 확장 사실을 알게 될 수 있다.

김 위원장의 방문 중 시설 일부를 공개한 북한의 결정에는 여러 목적이 있었을 수 있다. 국내에는 기술적 진전을 보여주고, 외국 정부에는 힘을 과시하며, 제재에도 핵무력을 확대할 수 있다는 김 위원장의 주장을 뒷받침하려는 의도일 수 있다. 공개된 사진은 그렇지 않았다면 확보하기 어려웠을 귀중한 분석 자료도 제공했다.

IAEA는 빈에서 열리는 총회에서도 북한 문제를 계속 의제로 다룰 것으로 보인다. IAEA의 평가는 건설을 중단시킬 수는 없지만, 활동을 공개적으로 기록하고 각국 정부가 평양의 핵 프로그램 규모와 방향을 파악하는 데 도움을 준다.

핵심 내용

• 북한이 영변에 2층짜리 우라늄 농축시설을 건설했다.
• 이 건물에는 원심분리기 캐스케이드가 최대 28기까지 들어설 수 있지만, 실제 가동 중인 기수는 확인되지 않았다.
• IAEA는 강선 확장 별관이 1월 가동을 시작한 것으로 보이는 징후를 확인했다.
• IAEA 사찰관이 2009년 이후 북한에 들어가지 못해 위성사진과 관영매체 사진을 활용하고 있다.
• 분석가들은 새 영변 시설이 매년 핵탄두 약 3~4기를 만들기에 충분한 고농축 우라늄을 생산할 수 있다고 추정한다.
• 북한은 핵보유국 지위가 되돌릴 수 없다고 주장하는 반면, IAEA는 북한의 핵시설 확장이 유엔 안전보장이사회 결의를 위반한다고 밝혔다.
• 한국은 북한의 핵 생산 증가를 막는 방안을 포함할 수 있는 대화를 제안했다.