"北 핵실험 대신하는 핵융합 시뮬레이션 연구 진행중" 38노스

[서울=뉴시스] 강영진 기자 = 북한이 핵실험을 대신하는 컴퓨터 프로그램을 개발하기 위해 핵융합 연구를 진행하고 있다고 미국의 북한 전문매체 38노스(38 NORTH)가 15일(현지시간) 밝혔다.

38노스는 미 미들베리국제연구소 제임스 마틴 비확산연구센터의 김혁 연구원이 쓴 "북한의 핵 융합 연구"라는 글에서 이 같이 밝혔다.

김 연구원은 북한이 열핵폭탄 시험에 성공했다고 밝힌 시점을 전후로 관성봉입핵융합로(ICF) 방식의 핵융합 연구를 시작했으며, 이는 북한이 비축하고 있는 핵무기를 관리하기 위한 컴퓨터 시뮬레이션 프로그램을 개발하기 위한 노력으로 보인다고 강조했다.

김 연구원은 북한의 ICF 능력이 아직 초기단계인 것으로 보이지만 북한이 핵실험을 대신하는 ICF 기술을 완전히 습득하는 경우 (핵비확산에) 많은 어려움이 발생할 것이라면서 학계가 북한의 핵융합 개발을 막기 위한 제재에 적극 나서야 한다고 강조했다.

핵융합은 중수소, 3중수소, 헬륨3 등 질량이 작은 원소를 합쳐 새로운 원소를 만드는 과정에서 에너지를 얻는 기술이다. 핵융합은 극고온과 극고압의 조건이 필요하며 핵폭발 과정에서 그런 조건을 쉽게 만들어낼 수 있다. 열핵폭탄과 같은 폭발력을 강화한 발전된 핵무기는 융합과정을 통해 핵분열의 효율을 높여 폭발력을 증가시킨 무기다.

핵융합을 일으키는 기술은 현재 자기가둠핵융합(MCF)과 자화표적핵융합(MTF) 및 ICF 기술이 있다. 핵융합을 통해 에너지를 생산하려는 민간 기술은 주로 MCF 기술이며 군사적 용도로는 주로 MTF기술과 ICF 기술이 사용된다. 이중 MTF기술도 군사적 활용 가능성이 있지만 효율이 크게 낮기 때문에 실제 군사적 용도로 활용되는 기술은 ICF 한가지다.

핵무기 과학자들은 과거에 실시한 핵실험 데이터로 핵무기 시뮬레이션을 시도할 수 있다. 또 시뮬레이션 결과와 새롭게 실시한 ICF 실험 데이터를 가지고 과학자들은 추가적인 핵실험을 하지 않고도 현재의 핵무기 디자인보다 더 강력한 열핵폭탄의 내부 작동을 점검할 수 있다. 미국의 로런스리버모어연구소의 국립핵융합시설연구소(NIF)가 간접 ICF 실험과 컴퓨터시뮬레이션을 통해 미국의 핵무기관리프로그램을 지원하고 있다.

북한 과학자들은 1991년부터 2017년까지 세가지 방식의 핵융합기술을 학문적으로 연구한 것으로 북한 관영매체에 나타난다. 2017년까지는 주로 MCF 기술에 대한 연구를 언급하고 있으며 김책공대가 2015년 교외에 핵융합발전소를 건설했다는 보도도 있었다. 그러나 그같은 시설이 실제로 건설됐다는 증거는 없다.

한편 북한 과학자들은 핵융합기술의 군사적 용도에 대한 연구도 진행했다. 2017년 김일성종합대학보에 실린 "간접 실행 ICF 표적에 대한 수학적 시뮬레이션의 수학적 모델 연구"라는 논문에서 직접 실행 ICF가 불가능해 간접 실행 ICF 방식을 채택했다고 밝혔다. 여기서 밝힌 간접 실행 ICF 방식은 대부분 군사적 용도로 사용된다.

북한의 핵융합 연구는 핵실험과 함께 새로운 전기를 맞는다. 북한이 핵융합에너지 발생에 성공했다고 처음 발표한 2010년 김일성종합대 학보에 전에 없이 많은 MVF 관련 논문이 실렸다. 2016년과 2017년 북한이 수소폭탄을 실험했다고 발표한 시점에는 간접 ICF와 MTF 방식에 대한 논문이 주로 실혔다. 

이를 종합하면 북한은 1991년부터 핵융합 기술에 관심을 보였으며 초기에는 에너지 생산을 위한 MCF 기술 연구에 집중하다가 뒤에 군사적 용도가 있는 MTF 기술과 ICF 기술 연구로 전환했다. 두 기술에 대한 연구를 통해 북한 과학자들은 무기관련 물리학 기술을 확보하고 핵무기개발 프로그램을 진전시켰을 가능성이 크다. 특히 북한 과학자들은 최근 비간접 ICF 기술에 대한 연구를 통해 시뮬레이션 프로그램을 개발하는데 집중하는 것으로 보인다.

북한이 ICF 기술 연구를 완성할 경우 완전한 핵실험을 하지 않고도 핵무기를 개선, 정비, 관리하는 시스템을 가질 수 있있게 된다. 북한은 2017년 핵실험에서 2016년 실시한 "시범적 H-폭탄" 실험을 통해 개발한 "폭발력 조절 및 내부 구조 디자인의 정확성과 신뢰도"를 검증했다고 밝혔었다. 북한이 2017년 실험에서 IVF 시뮬레이션에 필요한 충분한 데이터를 확보했다면 추가적인 핵실험을 할 필요가 없어진다.

그러나 북한이 기존의 핵보유국 수준으로 핵무기 관리 시스템을 갖추는데는 세가지 어려움이 남아 있다.

우선 북한은 2017년 1번의 실험으로 핵무기 재고관리에 필요한 충분한 데이터를 확보하지 못했을 가능성이 크다. 프랑스의 경우 TN-75 열핵폭탄을 핵잠수함에 장착하는데 필요한 안전성을 확인하기까지 7,8차례 핵실험을 거쳤다.  

둘째, 북한은 엄청난 비용이 드는 ICF 실험 관련 설비를 구축하지 못했을 것이다. 미국의 경우 이 시설 건립비용이 35억달러(약 4조1874억원)이 들었다.

셋째, 제재를 받고 있는 북한이 시뮬레이션에 필요한 수퍼컴퓨터를 확보하기가 매우 어려운 상황이다.

북한의 ICF 기술 확보는 향후 완전한 비핵화 협상에 어려움을 야기할 수 있다. 예컨대 빌 클린턴 대통령과 버락 오바마 대통령 시절 미 정부는 ICF기술이 포괄적핵실험금지조약(CTBT) 대상이 아니라는 입장을 유지했다. 따라서 북한이 CTBT에 가입하는 것은 어렵지 않은 일인데도 불구하고 비핵화의 일환으로 북한의 CTBT 가입을 설득하기 위해 엄청난 외교적, 경제적 양보를 해야할 수 있다.

북한이 ICF 기술의 군사적 활용을 차단하기 위해 기존의 비확산틀을 충분히 활용할 필요가 있다. 북한에 대한 제재와 수출 통제 이행을 강화해 ICF 연구에 필요한 요소가 북한에 유입되지 않도록 차단해야 한다. 중수소, 삼중수소, 리티움, 핵실험과 ICF 관련 데이터 및 프로그램, 고성능 컴퓨터, 핵폭발장비 시험장치, ICF 연구에 대한 지식과 기술 지원 모두 현재의 비확산 프레임워크의 표적이기 때문이다.


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