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안보

소형·경량화 핵탄두 노동 미사일에 장착 발사하나

북한 4차 핵실험 예고 한반도 안팎서 우려와 위기감 고조

소형·경량화 핵탄두 노동 미사일에 장착 발사하나

소형·경량화 핵탄두 노동 미사일에 장착 발사하나

김정은 북한 조선노동당 제1비서(왼쪽에서 다섯 번째)가 3월 22일 평양 4·25문화회관에서 모란봉악단의 공연을 관람했다고 북한 ‘노동신문’이 이튿날 1면에 보도했다. 왼쪽에 부인 이설주, 오른쪽 뒷자리에 여동생 김여정의 모습이 보인다.

“핵 억제력을 더욱 강화하기 위한 새로운 형태의 핵실험도 배제되지 않겠다” “다종화된 핵 억제력을 각기 다른 중·장거리 목표들에 대하여 다양한 타격력으로 활용하는 훈련을 하겠다” “우리가 그어놓은 ‘붉은 선’을 미국이 넘어서면 새로운 형태의 핵실험을 하겠다” “우리 입장은 명확하다. 새로운 형태의 핵실험이 무엇인지 지켜보기 바란다”….

3월 말부터 일주일 사이 북한 외무성과 주유엔 북한대표부가 공언한 ‘4차 핵실험 예고’다. 3차 이후 1년여 만에 가시화된 추가 핵실험 조짐에 국제사회의 행보도 빨라졌다. 중국 외교부가 지재룡 주중 북한대사를 소환해 강력한 경고메시지를 전했다는 소식이 전해지는가 하면, 4월 7일에는 한미일 3국의 6자회담 수석대표가 “(북한이) 상응하는 대가를 치르게 할 것”이라고 경고하고 나섰다.

한국에는 가장 끔찍한 악몽

북한이 말하는 ‘새로운 형태의 핵실험’에 대한 전문가들의 해석은 크게 세 가지로 나뉜다. 기존 플루토늄 폭탄 대신 고농축 우라늄을 사용하는 방식, 중수소나 3중수소의 융합반응을 이용해 폭발력을 비약적으로 강화하는 증폭(boosting)형 핵폭탄 방식, 마지막으로 미사일에 탑재할 수 있을 만큼 크기와 중량을 줄인 소형 핵탄두 방식이 그것이다.

기술적으로만 따지면 그간 북한은 이 세 가지 방식을 모두 실행할 능력이 있다고 과시해왔다. 고농축 우라늄의 경우 2010년 미국 핵 전문가 지그프리드 해커 박사를 영변으로 초청해 원심분리기 1000기 수준의 농축시설을 공개한 바 있다. 구조가 단순하고 신뢰성이 높은 우라늄 핵폭탄의 특성상 성공할 가능성도 매우 높다는 게 정설. 증폭형 폭탄의 경우 이보다는 까다롭지만, 이미 2000년대 초반부터 북한 과학계가 이 실험에 필요한 리튬6 분리연구를 진행했다는 사실이 확인된다. 2010년 5월 북한 관영언론이 전한 ‘핵융합 성공’ 소식이 바로 이를 가리킨 것일 수 있다는 이야기다.



이들 실험도 핵폭탄 위력이 증가하고 제작 경로가 다양해진다는 점에서 염려스러운 시나리오지만, 군사적으로 가장 위협적인 것은 소형화·경량화된 핵탄두 실험을 감행하는 경우다. 최근 관련 언급에 등장하는 ‘각기 다른 중·장거리 목표에 대한 타격’이라는 문장이나 2010년 이후 평양이 반복적으로 언급해온 핵 억제력의 ‘소형화·경량화·다종화’에 꼭 들어맞는 행로다. 앞서 두 방식이 핵 기술 확산을 우려하는 국제사회의 골칫거리라면, 탄도미사일에 탑재할 수 있는 소형 탄두의 등장은 다름 아닌 한국에게 가장 끔찍한 악몽에 해당한다.

3월 26일 동해를 향해 날아간 노동 미사일 2기는 그 이유를 들여다볼 열쇠다. 국방부 공식브리핑에 따르면, 북한은 이날 새벽 2시 35분과 2시 42분 평양 북방 숙천 일대에서 동해상으로 탄도미사일 1발씩 총 2발을 발사했다. 최고고도 160km, 최고속도 마하7 등 방공레이더상에 나타난 궤적을 통해 노동 미사일임을 확인했다는 것. 각각 662km와 645km를 날아간 이 미사일 시험발사에 대해 유엔 안전보장이사회는 규탄성명을 발표했고, 평양은 서두에서 본 핵실험 예고로 맞섰다.

기억해야 할 것은 기존에 알려진 노동 미사일의 사거리가 1300km 내외라는 사실이다. 북한은 이미 1993년 이 미사일을 동해상으로 1000km 이상 날려 보내며 개발을 공식화한 바 있다. 이란과 파키스탄으로 기술이 이전돼 만들어진 샤하브-3이나 가우리2호 미사일 역시 유사한 사거리를 기록했다. 90년대 이미 실전배치된 미사일을 최대사거리의 절반 수준으로 ‘짧게’ 발사한 이유가 무엇이냐는 의문이 정보당국 분석관들을 괴롭히고 있다는 것이다. 이름 하여 ‘노동 미스터리’다.

가장 손쉬운 분석은 1년 4개월 만에 수교협상을 진행하는 일본을 의식해 사거리를 조절한 것이라는 시각이다. 노동 미사일이 등장한 이래, 사거리 안에 자국 수도가 포함되는 일본은 북한이 미사일을 발사할 때마다 심각하게 반응해왔다. 3월 하순부터 중국 베이징 등을 무대로 납치자 문제 해결과 경제제재 완화 등에 대해 두 나라가 비공개 협상을 진행 중임을 감안해 일본에 닿을 수 없는 사거리로 발사했으리라는 추측이다. 이와 더불어 3월 말 함께 발사한 스커드·프로그 미사일, 300mm 방사포 등과 동해상에 하나의 탄착군을 형성해 정밀도를 과시하기 위한 것이었다는 분석도 나온다. 평양에서 원산까지 북한 지역을 서에서 동으로 가로지르는 궤적을 통해 ‘절대 떨어지지 않을 것’이라는 자신감을 내보였다는 시각이다.

소형·경량화 핵탄두 노동 미사일에 장착 발사하나
“우겨 넣자면 우겨 넣을 수 있어”

그러나 이들 해석에는 결정적 한계가 있다. 북한이 노동 미사일 사거리를 대폭 줄여 발사한 게 이번이 처음은 아니라는 사실이다. 2006년 7월과 2009년 7월 ‘무더기 발사’ 당시에도 북한은 노동 미사일 사거리를 400`~500km 수준으로 줄여 발사했다. 요컨대 1993년 첫 시험발사 이후 매번 사거리를 크게 줄여 시험발사에 임하고 있다는 이야기다. 이미 성능이 충분히 입증된 미사일을 반복적으로 시험하는 이유가 무엇인지 따져보면, 북·일 협상 등의 상황 변수를 고려했을 것이라는 해석은 설득력이 떨어질 수밖에 없다.

그 대신 반복되는 노동 미사일 사거리 단축 발사가 핵탄두 탑재와 관련 있을 것이라는 분석에 무게가 실린다. 대포동 같은 북한의 장거리 미사일은 3단 추진체의 마지막 몸통 지름이 워낙 작아 탑재 가능한 탄두 중량 역시 200~300kg에 불과하다. 그러나 통단인 노동 미사일은 연료량을 줄이는 만큼 탄두의 중량을 늘리는 방식으로 설계를 변경할 수 있다. 사거리를 줄이면 훨씬 무거운 탄두도 장착할 수 있다는 것. 그간 북한이 핵 탑재 탄두미사일을 완성할 경우 가장 유력한 후보로 노동 미사일이 거론돼온 데는 이 같은 기술적 배경이 있다.

국방부가 판단하는 기존 노동 미사일의 탄두 중량은 700kg 내외. 미국 매사추세츠공과대(MIT)의 데이비드 라이트 박사와 러시아과학아카데미의 티무르 카디셰프 선임연구원이 1994년 발표한 논문에 따르면, 노동 미사일의 사거리와 탄두 중량 사이에는 거의 반비례 관계가 성립한다. 이 분석을 원용해보면, 미사일 설계를 변경해 사거리를 500km로 줄이면 최대 2t 가까이까지 탄두 중량을 늘릴 수 있다는 계산이 나온다.

소형·경량화 핵탄두 노동 미사일에 장착 발사하나
1945년 미국이 일본 나가사키에 투하한 원자폭탄 팻맨의 순수 폭탄 중량은 3.5~4t. 이후 70년 가까운 시간이 흐르면서 발전한 재료공학 기술을 적용해 고폭장약과 탬퍼, 반사체 등을 경량 소재로 대체하면 탄두 중량을 2t으로 줄이는 것은 그리 어려운 일이 아니라고 핵공학 전문가들은 말한다. 요컨대 ‘우겨 넣자면 우겨 넣을 수 있다’는 이야기다.

다만 이렇듯 노동 미사일의 탄두 중량을 늘리면 무게중심이 앞으로 쏠려 비행 시 균형이 무너지는 문제가 발생한다. 이를 조정하려면 새로운 미사일 개발에 맞먹는 추가작업이 필요하다는 것. 외형상으로는 같은 미사일이지만 설계부터 시험발사에 이르기까지 전부 새로 진행해야 한다. 2006년 7월, 2009년 7월, 올해 3월 26일 진행한 ‘사거리를 줄여 쏜’ 노동 미사일 발사가 바로 이를 위한 테스트라는 분석이 군 당국과 학계 일각에서 힘을 얻는 이유다.

또 하나 주목해야 할 것은 최근 촬영한 함경북도 길주군 풍계리 핵 실험장 위성사진이다. 이들 영상정보를 꾸준히 관찰 중인 제프리 루이스 미국 비확산센터(CNS) 소장은 3월 31일 존스홉킨스대 한미연구소 웹사이트 ‘38노스(38north)’에 실은 기고를 통해 “최근 수개월 사이 드러난 지하 핵 실험장 굴착공사 패턴을 분석해보니 연쇄 핵실험이 가능하다는 결론이 나왔다”고 밝혔다. 하나의 입구로 하나의 갱도를 만드는 고전적 방식이 아니라, 입구 여러 개가 큰 갱도 하나로 이어졌다가 다시 작은 갱도 여러 개로 갈라지는 나뭇가지 형태의 핵실험장일 개연성이 크다는 것.

이렇게 보면 북한이 공언하는 4차 핵실험은 이들 각각의 ‘가지 갱도’마다 이전보다 작은 크기의 핵폭탄을 2~3차례 이상 연속적으로 폭발시키는 방식으로 진행될 수 있다는 결론이 나온다. 1~3차 실험이 ‘핵을 가졌다’는 사실 자체를 과시하는 선언적 의미였다면, 이번에는 자신들의 핵 기술이 군사적으로 충분히 실용화될 수 있는 수준에 이르렀음을 보여주는 실험이 될 공산이 크다는 뜻이다. 이 경우 ‘폭발력 자체는 이전 실험보다 줄었으되 미사일 탑재 가능성은 그만큼 커진 핵폭탄 개발 성공’이 평양이 전하고자 하는 진짜 메시지가 된다.

‘가지 갱도’에서 핵실험할 수도

이렇듯 노동 미사일 시험발사와 풍계리 핵실험장 변화의 공학적 특성은 평양이 공언한 ‘새로운 핵실험’이 과연 무엇인지 그 윤곽을 가늠할 수 있게 해준다. 핵실험 이후 실제로 노동 미사일에 탑재된 핵탄두 사진이나 영상을 공개한다면 그 파장은 한층 커질 수밖에 없다. 유사시 남한 전역을 언제든 타격할 수 있는 ‘핵미사일 실물’의 등장은 북핵 위협을 이전과는 완전히 다른 단계로 진입하게 만들 공산이 크다. 잠재력 혹은 가능성에서 실제 위험으로 변모하는 것이다.

스티븐 보즈워스 전 미 국무부 대북정책 특별대표는 4월 3일 워싱턴에서 열린 한 토론회에서 “북한이 핵무기와 그 운반수단인 미사일을 결합할 경우 미국은 물론 동맹국인 한국과 일본에 심각한 안보 위협을 초래할 것”이라며 “극도로 위험한 상황이 올 수 있다”고 말했다. 이미 세 차례나 실시한 핵실험을 또 감행하겠다는 평양을 향해 한미일은 물론 중국까지 나서 총력전을 펼치는 것은 바로 이 때문. 사태가 이렇게 전개되면 그간 ‘전략적 인내(strategic patience)’라는 말로 상황을 관망해왔던 워싱턴의 태도나 ‘한반도 안정이 우선’이라던 중국의 정책기조 역시 큰 폭으로 출렁일 수밖에 없다. 1993년 핵확산금지조약(NPT) 탈퇴 선언과 함께 출발한 북핵 열차가 이제 그 절정을 향해 달리고 있다.



주간동아 2014.04.14 933호 (p48~50)

  • 황일도 기자·국제정치학 박사 shamora@donga.com
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