동북아 격변을 예고하는 원심분리기 공개

  잭 프리처드 한미경제연구소 소장이 지난 2~6일, 지그프리트 헤커 스탠퍼드대 국제안보협력센터 소장과 로버트 칼린 객원연구원, 존 루이스 명예교수 등이 지난 9~13일까지 북한을 방문하였다. 이들은 방북 기간 중 영변 핵시설을 둘러보았고 놀라운 장면을 목격하였다.

  북한이 최첨단의 시설 아래에서 농축우라늄 원심분리기를 가동하고 있는 충격적인 모습이었다.

  농축우라늄은 무엇이고 원심분리기는 무엇인가.

  우라늄 농축은 무엇인가

  우라늄은 핵분열연쇄반응을 일으키는 천연광물이다. 우라늄에는 원자량 235와 원자량 238의 동위원소가 있는데 이는 우라늄 원자핵 내부에 들어있는 중성자의 개수가 차이나기 때문이다.

  중성자의 차이는 원자핵분열 반응 시 그 반응경로를 매우 다르게 유도한다.

  우라늄 235에 강력한 중성자 빔을 쪼이게 되면 우라늄은 분해하면서 또 다른 중성자를 방출하고 이 중성자가 또 인근의 우라늄을 분열시켜 핵분열연쇄반응이 일어나게 된다. 그러나 우라늄 238은 중성자빔을 쪼여도 새로운 중성자를 방출하지 않아 핵분열연쇄반응이 일어나지 않는다. 결과적으로 우라늄 235가 핵반응에 유의미한 우라늄이라고 할 수 있다.

  그러나 대체로 우라늄 광석은 99.3%의 우라늄 238로 이뤄져 있으며 핵분열반응에 필요한 우라늄 235는 0.7%에 불과하다. 이 상태로는 핵분열 연쇄반응이 일어나지 않는다.

  이 경우 자연상태에서 0.7%에 불과한 우라늄 235의 농도를 높이는 작업을 우라늄 농축이라 부른다. 일반적으로 우라늄 235의 함량비율을 20%까지 높이는 것을 저농축 우라늄이라고 부르며 우라늄 235의 비율이 90%까지 올라가게 되면 이를 고농축 우라늄이라 부른다. 곧 우라늄 핵탄두가 되는 것이다.

  원심분리기

  원심분리기는 우라늄을 농축시키는 장비를 일컫는다. 고체상태로 매우 무거운 비중을 갖는 우라늄은 광석상태로는 농축이 힘들기 때문에 불소와 반응시켜서 육불화우라늄을 만들게 된다. 육불화우라늄은 상온에서는 고체이지만 65oC에서는 기화하여 기체로 존재한다.

  UO2 + 6HF + 2OH- → UF6 + H2O

  이렇게 만들어진 육불화우라늄 기체(UF6)는 우라늄 235와 우라늄 238이 혼재되어 있다. 불소의 경우 자연상태에서 존재하는 동위원소가 없으므로 육불화우라늄은 분자량 349의 235UF6와 분자량 352의 238UF6의 두 가지만 있게 된다.

  이제 기체 상태의 육불화우라늄을 길이 2m, 직경 20cm 가량의 원심분리기 통 안에 넣고 1분당 최대 7만번 가량 회전시키게 되면 질량이 상대적으로 가벼운 우라늄 235 기체가 가운데 모이게 되고 질량이 무거운 우라늄 238은 바깥에 몰리게 된다. 이렇게 해서 우라늄 235를 모으는 공정을 지속적으로 반복하면 우라늄 235의 함량비율은 점차로 높아지게 된다.

  충격에 빠진 미국 방북단

  북한이 개발한 영변 핵시설의 원심분리기는 미국 방문단을 깜짝 놀라게 하였다. 더구나 로버트 칼린 객원연구원은 23일, ABC와의 인터뷰에서 “우리는 너무나 충격적인 광경을 보고 잠시 정신이 나갔던 것 같다(I think our minds went blank for a second)”라고 언급하기도 하였다.

  그가 어떻게 해서 정신이 잠시 나갔던 것일까? 지그프리드 해커 교수는 북한이 “초현대식 통제실(ultra-modern control room)”을 갖추고 있다고 평가하였다. 해커교수는 뉴욕타임즈와의 인터뷰에서 북한시설의 정교함에 대해 “충격적(stunned)”이라고 언급하였다.

  북한은 이 자리에서 총 2000여개의 원심분리기를 공개하였으며 해커박사 일행은 그 정도 장비가 정상가동된다면 1년에 통상적인 우라늄 원자탄 2기가 제조가능하다고 밝혔다.

  문제는 우라늄을 이용한 농축방법은 그 농축을 탐지해낼 마땅한 방법이 없다는 점이다.

  북한에는 무려 400만톤의 우라늄이 무진장하게 매장되어 있다. 광석 우라늄을 정제하여 반응시킨 후 이를 각각의 장소에서 농축시키게 되면 사실상 장소에 제한을 전혀 받지 않고 농축시킬 수 있다. 즉, 해커박사가 우려했듯이 북한은 영변 핵시설보다 더 대규모의 우라늄농축설비를 구축하고 현재 가동하고 있을지도 모를 상황이다.

  당장 내일 북한발 농축우라늄탄이 발사되더라도 전혀 이상하지 않은 위험천만한 정국이 도래한 것이다.

  도마에 오른 한-미 외교력

  상황이 이렇게 되자 한-미당국의 대북외교력이 여론의 도마에 오르고 있다. 특히나 이명박 정부는 북한핵문제에 대한 강경대응을 고집해왔지만 역설적이게도 북한은 이명박 정부의 대북정책이 강경하면 강경할수록 더욱, 핵능력을 강화해왔다. 지난 시기, 북미대화가 중단되면 세계여론은 미국의 대북공격여부를 걱정하였는데 세월이 지난 지금, 북미대화가 중단되면 세계여론은 북한의 핵능력 신장에 주목하고 있다.

  결국 핵무기를 보유한 북한과 강경정책을 편다는 것은 통일외교 정책의 근간이 맞지 않는다는 지적을 피할 수 없다.

  오바마 행정부는 궁지에 몰렸다. 더욱이 11월 23일, 북한이 서해 연평도에 170여발의 포격을 단행한 만큼, 현재 한반도에는 초긴장 국면이 이어지고 있다.

  미국에게는 두 가지 선택밖에 남아있지 않다. 그것은 북미직접대화에 성실하게 나서는 것과 다른 하나는 북한과의 전면전쟁에 돌입하는 것이다.

  패권적 정책을 고수해 온 미국이 북한과 대화에 나서기란 쉽지 않다.

  그러나 북한과 전면전쟁에 나서기란 더더욱 쉽지 않다.

  북한은 이미 10월 10일의 당창건 65주년 기념 열병식에서 신형 탄도미사일과 요격미사일종합체를 선보여 미국의 대북군사계획을 근본부터 뒤흔들었다. 여기에 농축우라늄 시설이 공개되었으며 서해에서 호국훈련을 하던 이명박 정부에게는 직접타격이라는 휴전이후 최대강수를 두며 압박하고 있다.

  한미당국은 이제라도 대북관계 개선에 성실히 나서야 할 것이다.