북한핵 기술적 분석은 ‘핵정책 수립’의 기초
사회주의 핵기술 경로 : 옛 소련→중국→북한順

북한핵전략 Two Track
1 핵전술 고도화 2 투발수단 다양화

《북한의 핵패권_사회주의 핵개발 경로와 핵전술 고도화》(3만원, 인문공간)는 북한의 핵기술과 투발 수단의 고도화가 어디까지 와 있는지를 과학·기술적으로 분석한 책이다. 북한은 정권 수립 때부터 2023년 현재까지 국력을 쏟아부어 핵무기 개발에 집중해 왔다. 초기부터 소련과의 협력을 통해 원자로와 핵 관련 설비, 기술을 도입했다. 이후 국내산 원료로 순환하는 원자력 주기를 구축하면서 국제 제재에도 불구하고 핵무기를 개발하고 고도화했다. 김일성종합대학과 김책공업종합대학, 리과대학, 물리대학 등에서 양성되는 인력들은 사회주의 핵기술 개발경로를 추종하고 현대화하는 핵심 과학기술자들이다.

북한은 지금까지 6차례의 핵실험을 통해 기본형 원자탄과 수소탄을 개발했고, 우라늄 농축으로 핵무기 수량을 크게 확장해 왔다. 최근에는 투발 수단을 확장해 핵전술을 고도화하고 있다. 2023년 7월 13일에는 고체추진체 ICBM인 “화성 18호”의 고각 발사(본문 296~312쪽)에 성공했다. 탄두 중량이 불투명하지만, 북한이 빠른 속도로 차기 고성능 고체추진제와 방열 소재를 개발한 것이다. 투발 수단의 도약식 발전을 이룬 것이다. 냉전 해소 이후, 핵무기 후발국인 북한이 이 정도까지 전방위적으로 핵무기와 투발 수단을 신속하게 확장한 사례는 찾아보기 어렵다는 게 저자인 이춘근 박사의 의견이다.

그러나 북한 핵개발에 대한 해석은 정치·외교적 측면에 집중하고, 과학·기술적 해석은 미흡한 실정이다. 핵무기는 핵공학을 넘어 물리, 화학, 전자, 재료, 환경 등을 아우르는 종합 학문의 결정체이다. 따라서 핵개발 기술은 뚜렷한 경로 의존성이 존재한다. 냉전 시대에 미국과 소련의 핵기술 개발경로에 커다란 차이가 발생했고, 북한은 소련을 추종한 것으로 보인다. 따라서 북한핵을 제대로 이해하려면 이러한 기술상의 개발 경로 차이를 잘 이해해야 한다. 우리나라는 북한 핵의 직접적인 당사자이면서도, 북한핵에 대한 해석의 대부분을 미국 등 서구 전문가들에게 의존하고 있다. 《북한의 핵패권_사회주의 핵개발 경로와 핵전술 고도화》는 정치적 해석을 최대한 줄이고, 사회주의 핵기술 개발경로와 북한의 선택을 과학·기술적으로 분석해, 보다 객관적이고 합리적인 정책 대안을 세우려고 집필한 책이다.

북한의 정치를 이해하는 키워드는 첫째 ‘핵무기’, 둘째는 사회주의 체제 아래 ‘최고지도자(김일성→김정일→김정은)’가 있다. 두 가지 키워드 중 최고지도자 관련 정보는 다수 있지만, 북한의 핵무기 관련 정보는 거의 없다. 정보도 지극히 제한적이다. 북한의 핵기술 정보는 “사실상 잘 모른다”는 게 더 정확한 표현일지도 모른다. 또 파악된 정보의 비공개와 신뢰성 부족, 정치 진영에 따른 자료의 취사선택, 다른 해석까지 보태진다. 북한의 비핵화를 둘러싼 국제사회의 노력과 대화, 협상이 결실을 보이지 못하고 정체된 것도, 이러한 핵무기 개발경로의 복합성과 북한 정권의 특수성을 제대로 파악하지 못한 까닭이다. 이런 제한된 틀 안에서 우리도 정세 판단의 일관성과 합리성을 결여한 채 정권에 따라 정책이 바뀌고, 국민 여론까지 분열되는 상황이 벌어졌다.

북한의 핵 패권 고도화로 한반도를 둘러싼 안보 환경은 크게 악화되었다. 북한은 핵정책을 법제화하고, 방어 수단을 넘어 공세적이고 체제 수호적인 핵무기 사용을 천명하고 있다. 북한의 핵무기 투발 수단이 미국의 본토에 도달할 정도로 발전하면서, 미국이 자체 핵 위협을 감수하면서까지 한국에 핵우산을 확고히 제공할 것인가에 대한 논란이 벌어졌다. 여기에 러시아-우크라이나 전쟁으로 미국과 러시아가 대립하고, 미국과 중국 간 패권 경쟁과 남중국해, 대만 문제로 동북아에 새로운 냉전이 형성될 조짐을 보이는 중이다. 우리 국민이 불안해하고, “한반도 비핵화 무용론”과 “자체 핵무장” 여론이 70%를 넘어서는 것도 이 때문이다.

이제 진영 논리를 벗어나 좀 더 냉정하게 북한의 핵무기 개발경로와 특성, 기술 수준을 세밀히 파악하고, 정세 판단과 정책 수립, 여론 형성의 근거를 재정비할 때가 되었다. 《북한의 핵패권_사회주의 핵개발 경로와 핵전술 고도화》는 이러한 필요에 따라 저자가 지난 수십 년간 광범위하게 수집한 자료들을 종합 정리하고 분석해 집필한 책이다. 주요 내용은 사회주의 핵개발 기술 경로와 확산, 북한의 핵무기 개발 경로와 기술 인력 양성, 주요 투발 수단과 핵전술 고도화, 핵폭발 피해와 방호, 북한의 핵패권과 우리의 미래 등이다. 핵기술이 상당히 복잡하므로, 핵심 쟁점을 과학·기술적으로 해석해 일반 대중이 알기 쉽게 집필하였다.

1부 사회주의 핵기술 개발경로

1장 냉전과 사회주의 핵개발 경로의 탄생
경로의존성(Path Dependency)이란 말이 있다. 스탠포드대학의 폴 데이비드(Paul David, 1935~2023)와 브라이언 아서(Brian Arthur, 1945~ )가 주창한 개념으로, “한 번 일정한 경로에 의존하기 시작하면 나중에 그 경로가 비효율적이라는 사실을 알고도 그 경로를 벗어나지 못하는 경향성”을 뜻한다. 대표적인 사례는 냉전 시기에 형성된 미국과 소련의 핵기술 개발경로이다. 냉전은 국방기술 분야의 경로 의존성을 심화시킨다. 급박한 군사적 목표를 달성하기 위해 충분한 검토 없이 자기만의 경로를 설정하며, 과학자들이 총동원되어 이를 개척한다. 이 과정에서 거대한 군산복합체가 형성되고 장기간에 걸쳐 선택한 경로를 굳게 다지게 된다. 이렇게 형성된 경로는 냉전이 해소되어 자유로운 비판이 가해지거나 다양한 경로와 비교되어 비효율성이 드러날 때까지 지속된다.

2장 경로 확산_중국의 핵무기 개발
사회주의 핵기술 개발경로는 냉전 시기의 진영 논리와 협정, 공동연구소 등에 의해 여타 국가로 확산되었다. 대표적인 공동연구소인 연합핵연구소(JINR, 약칭 드부나연구소)는 1956년 3월 26일에 모스크바에서 중국과 북한을 포함한 12개 사회주의 국가들이 모여 창립하였다. 설립 목적은 협력 강화, 지식 창출, 신기술 이전, 교육 훈련과 지식 전파 등이었고, 각 회원국의 과학자들이 함께 공동연구를 수행하였다. 산하 연구소에는 이론 물리와 입자 물리, 핵반응, 고에너지, 중성자 물리, 방사, 정보 등 핵무기 개발에 필요한 기초 학문들이 대부분 포함되었다.
중국은 중소관계 악화로 철수하기 전까지 수년간 200여 명의 전문가들을 각 분야별로 JINR에 파견하여, 체계적으로 핵무기 개발경로와 관련 지식을 학습하였다. 파견에서 복귀한 학자들의
80% 이상을 핵무기 연구에 직접 투입해 개발 기간을 단축하였고, 핵무기 개발에 무엇이 필요한지를 파악해 필요 분야에 우선적으로 전문가들을 파견하였다. 이렇게 양성한 인력과 중소 간 협정에 의한 소련의 지원에 힘입어, 중국이 사회주의 국가 두 번째의 핵무기 개발 국가가 되었다.

3장 경로 전환 사례_중국의 핵공업 개편과 민수 전환
냉전 해소와 사회주의 국가들의 체제 전환 이후, 카자흐스탄과 우크라이나 등의 동유럽 국가들이 핵무기를 포기하고 관련 시설을 민수로 전환하였다. 카자흐스탄에 있는 구소련 최대의 핵실험 기지, 세미파라친스크 폐쇄와 처리 과정도 많이 알려지고 있다. 그러나 정권이 안정적인 국가에서, 국방 위주의 원자력 산업이 민수 분야로 개편된 사례는 많이 알려지지 않았다. 본 장에서는 중국을 대표적인 사례로 들어, 사회주의 국가의 원자력 산업 민수 전환과 현재의 핵무기 개발 및 운용체제를 소개한다. 원자력 산업 민수 전환에는 상업용 원자력발전소 건설과 전력 산업 재편, 인력양성 체제 개편 등이 포함된다. 핵무기 관련 조직에서도, 원료 분야가 민수로 전환되고 국방 분야는 응용과 개발에 집중하면서 보다 전문화된다.

2부 핵실험과 핵폭발 피해

4장 경로 확인_핵실험과 실험장
핵무기는 고도의 불확실성이 있어 폭발실험이 필수적이다. 이에 따라 대부분의 핵 개발국에서 다양한 유형의 핵실험을 수행하였다. 그러나 대량파괴무기에 대한 국제사회의 비난과 핵실험으로 발생하는 방사능 오염이 국제적 이슈가 되면서, 이를 금지하는 조약들이 탄생하였다. 이에 많은 나라들이 핵실험장을 폐쇄하고 오염을 처리하여 민간에 개방하고 있다. 북한이 채택한 지하 핵실험은 일반인들이 이해하기 어렵고, 방사성 물질 유출과 관련해 상당히 많은 오해가 발생하기도 한다. 따라서 본 장에서 지하 핵실험에 대한 기초 지식을 소개해 일반인들의 이해를 돕고, 불필요한 오해와 논쟁을 줄이려 한다. 아울러 국제 비확산 협력을 통한 카자흐스탄 핵실험장 폐쇄 사례를 간단히 소개하여, 북한 풍계리 핵실험장에 대한 이해를 돕고자 한다.

5장 핵폭발 피해 유형과 특성
핵폭발은 엄청난 파괴 효과를 가진 궁극(窮極)의 무기이다. 일본 히로시마와 나가사키에 투하된 원자탄으로 수십만 명의 인명 피해가 발생하였고, 도시가 초토화되었으며, 오랫동안 사람이 살기 어려운 방사능 오염을 발생시켰다. 냉전 시기에는 초기 원자탄의 수십 배, 수백 배 위력을 가진 수소탄들이 개발되었고, 이제는 대규모 핵전쟁이 인류 멸망을 가져올 것이라는 전 세계적 공감대가 형성되었다. 한편으로는 핵무기 관련 지식을 공유하면서 피해를 줄이려는 노력과 연구도 상당히 진전되었다. 따라서 핵폭발 피해를 줄이기 위해 이를 유형별, 분야별로 구분해 상세히 살펴볼 필요가 있다. 필자는 군 복무 시절에 육군화학학교(현 육군화생방학교)를 졸업하고, 3년 동안 화생방 방호와 병기, 탄약 업무를 수행한 바 있다. 당시의 기억을 되살리고 새롭게 개발된 지식을 덧붙여, 핵폭발 피해 유형과 특성을 소개한다.

3부 북한의 핵기술 개발

6장 북한의 핵무기 개발 시동과 인력 양성
북한이 초기부터 소련의 기술개발 경로를 학습하고 따라갔다는 사실은 북한이 도입한 설비와 국제협력, 인력훈련 등으로부터 자연스럽게 유추된다. 일제로부터의 해방과 함께 북한에 소련군이 진주하였고, 소련의 지원을 받아 사회주의 개조를 진행하였다. 이러한 유착 관계는 일제의 유산으로 시작되었고, 6·25전쟁과 냉전으로 더욱 심화 과정을 겪게 된다. 중국이 소련으로부터 핵기술을 도입한 것과 유사하게 북한도 소련으로부터 관련 지식을 습득하고 인력을 훈련시켰다. 소련의 전문가들이 북한에 와서 우라늄 탐사를 수행하였고, 희토류 등의 광물자원을 소련에 수출하면서 그 활용 기술을 배웠다. 자연스럽게 핵무기 개발 관련 인력양성체제도 소련과 유사하게 되었다. 여기에 북한식 자력 갱생 정책이 더해진다.

7장 북한의 핵무기 개발경로와 원자력 주기 완성
북한은 냉전 시대에 구소련이 미국과 경쟁하면서 개척한 사회주의 핵개발 경로를 거의 그대로 따라갔다. 이는 경제와 국방 전분야에서 옛소련을 학습하고 이를 모방했기에, 상당히 자연스러운 것이다. 북한은 중국과 같이 드부나연합핵연구소 창설 멤버로 참가하면서 핵기술 지식을 학습하고 양국 간의 협정을 통해 필요한 설비들을 도입하였다. 옛 소련식 교육체제에서 학습한 고급인력들은 이러한 기술개발 경로를 북한에서 재현하는 데 크게 기여했다. 여기에 북한의 특성이 가미된다. 북한은 주체사상을 기반으로 철저히 국내산 원료로 순환되는 공업체계를 육성하려 하였다. 따라서 국방 분야에서도 북한이 자체 원료로 생산할 수 있는 무기체계 확보에 상당한 노력을 기울였고, 도입한 장비도 자체적으로 운용, 개량하려 하였다. 이 안에서 소련이 중요시한 경제성과 생산 용이성, 전술 운용 편이성을 우선적으로 고려하고 있다.

4부 북한의 핵 능력

8장 북한의 핵실험과 핵 능력
핵능력은 크게 관련 산업 지원 능력과 기술적 능력, 전술적 능력으로 나눌 수 있다. 관련 산업은 자주적인 원자력 주기 완성과 고도화 수준을 말한다. 기술적 수준은 핵무기의 중량 및 크기(소형화 정도), 핵물질 이용률, 신뢰성과 안전성, 수명, 정비 용이성 등이다. 관련 산업 지원에 대해서는 앞 장에서 소개했으므로, 본 장에서는 북한 핵무기의 기술적 성능과 폭발 위력을 집중적으로 소개한다. 전술적 성능은 투발 수단의 기술 수준을 의미하는데, 다음 장에서 논의한다. 국내의 북한 핵실험 요인과 내용에 대한 분석은 지나치게 정치 위주이다. 그러나 지금까지 수행된 대부분의 핵실험은 개발한 핵무기의 기술적 성능을 검증하고 개선하기 위한 것이었다. 따라서 북한이 지금까지 감행한 6차의 핵실험은 북한 핵무기의 기술적 성능을 판단하고 대안을 모색하는 데 극히 중요하다. 다만, 지진파와 일부 누출 기체 외에는 우리가 파악할 수 있는 자료가 거의 없으므로, 소련과 중국 등의 인접국 비교를 통해 이를 간접적으로 분석해 본다.

9장 북한의 핵무기 투발 수단과 핵전술 고도화
핵무기를 효과적으로 사용하려면 각종 기술적 성능뿐만 아니라 전장에서의 활용성도 우수해야 한다. 이를 전술적 성능이라 한다. 전술적 성능의 주요 지표에는 핵무기의 위력, 투발 수단의 사거리와 정확도, 대응 시간, 생존성과 기동성, 적 방어체계 돌파 능력 등이 있다. 북한은 핵무기 개발 이후 전술적 성능, 즉 투발 수단의 다양화와 고도화에 큰 노력을 기울이고 있다. 아울러 이를 활용하기 위한 핵전술 고도화에도 상당한 노력을 기울이고 있다. 본 장에서는 북한의 이런 전술적 성능 고도화 동향과 능력을 살펴본다.

5부 핵 패권과 우리의 미래

10장 북한 핵의 위협과 대응 방안
북한이 핵무기와 투발 수단을 고도화하고 수량을 크게 늘리면서 한반도의 안보 정세가 크게 악화되었다. 우리나라는 국토 면적이 좁고 인구밀도가 높아 핵전쟁에 특히 불리하다. 세계 수준의 집적도를 가진 IT 기반 설비들도 핵무기에 의한 EMP 공격에 취약하다. 한반도의 종심이 좁고 짧아 북한 미사일 발사에 대한 조기경보와 대피 시간이 극히 부족한 것도 문제가 된다. 그러나 핵무기에 대한 이해가 높아지고 적의 핵공격에 대응하는 수단들이 발달하면서, 그 피해를 크게 감축할 수 있게 되었다. 도시 발전으로 고층 건물과 지하 시설이 늘어나면서, 밀집된 인력과 설비를 핵폭발 피해에서 보호하는 방안도 개발되었다. 핵 선진국들이 핵 방호 연구와 설비 구축, 교육 훈련에 큰 노력을 기울이는 것도 이 때문이다. 우리도 이러한 노력이 절실하게 필요하다.

북한의 핵패권
사회주의 핵개발 경로와 핵전술 고도화

차례
저자의 말

1부 사회주의 핵기술 개발경로
1장 냉전과 사회주의 핵개발 경로의 탄생
1-1 냉전과 기술개발 경로 의존성
1-2 미국의 원자탄 개발과 기폭장치 특성
1-3 냉전과 미소 수소탄 개발 경쟁
1-4 미국의 수소탄 개발 경로
1-5 소련의 수소탄 개발 경로
1-6 냉전시기 미소 수소탄 개발 경쟁과 사회주의 개발경로
1-7 소련, 러시아의 우라늄 농축기술 개발경로
1-8 미국의 우라늄 농축 경로
1-9 미국과 소련의 우라늄 농축기술 경로 특성
1-10 소형 전술핵 개발과 미·소 경로차이 누적 효과
1-11 중성자탄 개발과 미국, 소련의 경로 차이
1-12 원자력 주기와 핵무기 개발경로의 차이

2장 경로 확산_중국의 핵무기 개발
2-1 중국의 핵개발 동기
2-2 중국의 핵개발 프로젝트 출범
2-3 연합핵연구소(드부나연구소) 참여와 핵무기 개발 활용
2-4 소련의 지원과 기반 구축
2-5 자주적인 핵무기 개발로 전환
2-6 중앙전문위원회의 설립과 종합 조정
2-7 국가계획 수립과 개발경로 선택
2-8 최초 핵폭발 실험 성공
2-9 실전배치를 위한 항공폭탄과 미사일 탄두 개발
2-10 수소탄 개발경로 선택과 폭발실험 성공
2-11 핵잠수함 개발
2-12 3선 건설과 문화대혁명
2-13 중성자탄 개발과 폭발 실험
2-14 전문인력 양성
2-15 중국의 핵무기 개발경로와 특성

3장 경로 전환 사례_중국의 핵공업 개편과 민수 전환
3-1 중국 국내외 정세 변화와 개혁개방 추진
3-2 군수산업의 구조조정과 칭하이(靑海) 핵무기 개발기지 폐쇄
3-3 원자력산업의 제2창업 선언과 추진
3-4 행정기관과 부처간 업무 분담
3-5 주요 연구기관 개편
3-6 중국핵공업집단유한공사 산하 연구소
3-7 중국공정물리연구원(제9연구설계원)
3-8 인민해방군 시베이(西北)핵기술연구소(제21연구소)
3-9 중국과학원 산하의 핵 관련 연구소
3-10 고급 전문가 양성
3-11 옛 핵공업부 산하 대학 구조조정
3-12 기술인력 양성
3-13 기능공학교
3-14 해방군 산하 대학과 로켓군(火箭？, 구 제2포병) 편제
3-15 중국의 핵공업 개편과 민수 전환의 특성

2부 핵실험과 핵폭발 피해
4장 경로 확인_핵실험과 실험장
4-1 핵실험의 목적
4-2 핵실험 유형과 핵실험금지조약
4-3 고고도 핵폭발 실험
4-4 지하 핵실험의 장단점
4-5 지하핵실험장 선정과 실험 절차
4-6 기폭실 깊이와 핵폭발 봉쇄 효과
4-7 지하 핵폭발로 인한 굴뚝(chimney)의 형성
4-8 갱도의 굴진 및 봉쇄
4-9 측정관 설치한 갱도의 봉쇄
4-10 수직갱도의 굴착 및 충진
4-11 연속식(Homogeneous Stemming)과 다단식(Layered Stemming) 충진법
4-12 수직갱도의 폭발 생성물 봉쇄와 자체 차단
4-13 핵폭발 따른 지진파와 국제 감시망의 구축
4-14 지진파를 통한 핵폭발 위력의 산출
4-15 핵실험 감시 회피기술의 발달
4-16 지하핵폭발 때 방사성 물질 생성과 분포
4-17 지하핵실험 누출사고 대기 중 방사능 오염과 피해
4-18 지하수의 방사능 오염과 감소 위한 조치
4-19 세미파라친스크 핵실험장 폐쇄
4-20 핵실험과 북한에 대한 시사점

5장 핵폭발 피해 유형과 특성
5-1 핵폭발 피해 유형과 정도
5-2 중성자탄의 피해 유형과 정도
5-3 고고도 핵폭발과 피해 유형
5-4 EMP 효과와 피해 유형
5-5 핵폭발 피해 유형과 방호에 대한 시사점

3부 북한의 핵기술 개발
6장 북한의 핵무기 개발 시동과 인력 양성
6-1 일제의 유산
6-2 초기 기반 구축
6-3 소련 및 사회주의국가들과의 협력
6-4 원자력주기 완성과 핵무기 개발 본격화
6-5 주요 핵무기 인력 양성기관과 학과 구성
6-6 김책공업종합대학 핵재료공학과의 교과과정
6-7 리과대학 현대물리학과의 교과과정
6-8 물리대학 핵 관련학과들의 교과과정
6-9 남북한 원자력 관련학과 교과과정 비교
6-10 북한의 핵 관련 인력 규모 추정
6-11 북한 핵 관련 인력의 특성

7장 북한의 핵무기 개발경로와 원자력 주기 완성
7-1 1980년대 사회주의 붕괴와 핵무기 개발 본격화
7-2 국가과학기술계획을 통한 산업기반 구축과 경제난 심화
7-3 국가과학기술계획과 핵무기 기초연구
7-4 국제과학기술협력에서의 관련 동향
7-5 국가과학원의 기여
7-6 원심분리기의 우라늄 농축기술 개발
7-7 원심분리기와 HEU 생산 능력
7-8 핵융합 물질 생산과 기술개발
7-9 원자력 주기 완성과 수준

4부 북한의 핵 능력
8장 북한의 핵실험과 핵 능력
8-1 핵무기 위력
8-2 출발점_북한 핵무기 개발 시점과 최초 핵실험
8-3 북한의 핵무기 개발 방향, 제2차 핵실험 통한 내폭형 Pu 원자탄 개발
8-4 핵물질 전환과 제3차 핵실험
8-5 원자탄 표준화와 미사일 탑재_제5차 핵실험
8-6 수소탄 개발과 실험_제4차와 6차 실험
8-7 풍계리 핵실험장 폐쇄와 복구
8-8 풍계리 핵실험장 갱도 붕괴와 방사능 유출 문제
8-9 원자력발전소 사고와 지하 핵실험의 방사능 오염 차이
8-10 북한 핵무기의 기술적 능력

9장 북한의 핵무기 투발 수단과 핵전술 고도화
9-1 핵탄두 소형화와 미사일 탑재 능력
9-2 투발 수단 현대화와 고도화: ICBM과 우주발사체 개발
9-3 고체추진제 개발과 투발 수단 확장
9-4 고체추진제 ICBM 개발
9-5 방열 소재 개발과 시험
9-6 핵전술 고도화_고공폭발과 탄두 기동
9-7 북한 핵무기의 전술적 성능

5부 핵 패권과 우리의 미래
10장 북한 핵의 위협과 대응 방안
10-1 북한의 핵무기 개발 특성
10-2 “화산-31”과 주요 투발수단
10-3 향후 전망
10-4 제7차 핵실험 전망
10-5 우리에게 위협과 대응 방향
10-6 경로 파악과 사회주의 핵정책 연구 강화
10-7 경로 차단 및 고도화 방지
10-8 탄도미사일 방어와 조기 경보체제 개선
10-9 핵 폭발시 방호
10-10 EMP 방호
10-11 복구와 치료 및 종합계획 수립

참고문헌