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녕변원자력연구소 寧邊原子力硏究所 Nyongbyon Nuclear Scientific Research Center |
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| ▲ 녕변원자력연구소의 위성 사진 | |
| <colbgcolor=#ED1C27,#222222><colcolor=white> 설립 | 1962년 11월 |
| 소장 | |
| 목적 | 핵무기 개발 |
| 운영 | 원자력공업성 |
| 최고인민회의 |
(약산선거구 / 재선)
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| 주소 |
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1. 개요
북한의 원자력 연구소. 평안북도 녕변군에 위치해 있으며, 북한 최초의 원자로가 있다.2006년 북한의 1차 핵실험과 2009년 북한의 2차 핵실험에 사용된 핵 물질을 생산했으며, 2009년부터는 이곳에서 경수로 발전 기술을 연구 중이다.
약 2,000명의 직원이 일하고 있으며 1961년에 건설이 시작되었다. 핵연료를 생산하는 공장, 원자로, 핵 연료 재처리 공장까지 필요한 주요 시설 모두가 소재하고 있다.
1962년 소련에서 연구용 원자로 IRT-2000을 제공 받았으며, 10% 저농축 우라늄을 핵연료로 사용했고 사용 후 소련에서 회수하였다.
2020년 태풍으로 인해 피해를 입었다. #
2. 시설
2.1. IRT-2000 연구용 원자로
소비에트 연방과의 협정에 따라 소련이 지원한 연구용 원자로이다. 1962년 착공되어 1965년 8월 15일에 최초 임계에 성공했다. 초기의 열 출력은 2,000 킬로와트였으나 북한이 독자적으로 개량에 성공, 80% 농축 우라늄 연료를 쓰며 열 출력은 8,000 킬로와트에 달하는 원자로가 되었다. 주로 갑상선암의 방사선 치료용 방사성 동위 원소인 아이오딘-131의 생산에 사용되었다. 최근 활동은 거의 없다.2.2. 5 메가와트 원자로
영변 원자력 연구소의 5 메가와트 원자로는 1982년 4월에 공사를 시작해 1985년에 최초 임계에 성공, 1986년 1월에 운전을 개시했다. 흔히 영변 1호기로 불린다.북한에서 독자적으로 개발해낸 마그녹스 원자로로, 핵 과학자 경원하의 감독 하에 건설되었다. 길이 50cm, 지름 3cm, 무게 6.17kg의 연료봉이 801개의 연료 채널에 채널 당 10개씩 삽입, 총 약 8,010개의 연료봉이 사용되며 우라늄의 총 무게는 40-45톤, 평균 온도는 420도이다. 전기 출력은 5 메가와트, 열 출력은 20~30 메가와트이다. 일반적으로 전기 출력은 열 출력의 3분의 1 정도이기 때문에, 이 원자로는 일반적으로 예상되는 열 출력에 비해 2배 정도 큰 열 출력을 가지고 있는 것이다. 이 원자로를 1일 운전하면 열 출력 1 메가와트 당 0.9g의 플루토늄을 생산할 수 있다. 열 출력 20~30 메가와트, 가동률 85%로 계산해보면 연간 5.5~8.5kg의 플루토늄을 생산할 수 있다고 볼 수 있으며, 플루토늄 방식의 원자폭탄은 개당 5kg 정도의 플루토늄을 사용하기 때문에 이 원자로를 계속해서 가동하면 1년에 1개의 원자폭탄을 생산할 수 있다.
그런데 무기용 플루토늄은 여느 방사성 물질과 마찬가지로 반감기가 있다! 충분한 기간이 지나면 플루토늄이 알아서 납덩어리로 변하기 때문에 사실상 모든 핵탄두는 유통기한이 있는 셈이다. 그리고 그 유통기한은 보통 10년 내외다.
위의 계산대로라면 5메가와트급 원자로를 가지고는 1년에 한 발 정도 만들 수 있다 했으니 11년차부터는 기존에 만들어둔 10여 발의 핵탄두를 유지보수하는 데에도 바쁘게 되므로 생각보다 많은 양을 비축하기 어렵다. 하술할 50메가와트급 원자로는 있어야 100여 발의 핵탄두를 비축할 수 있다.
또한 북한 측의 설명에 따르면, 이 원자로는 전력 발전과 근방의 마을에 열 공급도 하고 있다. 2000년대 후반에 냉각탑을 폭파시키며 가동 중단을 선언했으나 2017년에 인공위성 판독 결과 플루토늄 생산용 원자로가 재가동을 하고 있다고 한다.
2.3. 50 메가와트 원자로
영변 2호기라고도 불리는 원자로로, 1986년에 착공되었으나 1994년 북미 제네바 합의에 따라 공식적으로 건설이 중단되어 미완성 상태이다. 구글 지도 상에서 영변 1호기 남쪽으로 보이는 돔 있는 건물이 2호기다. 만일 건설이 재개되었다 하더라도 감속재인 흑연이 부족해 완성시키기 위해 오랜 기간이 필요하다고 추정된다. 이 원자로 외에도 당시 태천의 200 메가와트 원자로도 건설 중이었는데, 만일 이 두 원자로가 완공되었다면 2개의 원자로에서 연간 200kg의 플루토늄 생산이 가능해져 연간 약 50개의 원자폭탄을 생산할 수 있게 되었을 것이다. 특히,두 원자로는 전력망에 연결되어 있지 않아 발전용이 아니라 핵무기 생산이 주 목적이 아닌가 하는 관심을 받았다.- 2022년 5월 13일 CNN의 보도에 따르면 50MW 원자로 건설 재개 정황이 포착되었다고 한다. 냉각 루프를 원자로에 연결하는 장면이 위성 사진에 포착된 것으로 알려졌다. 해당 원자로의 경우 기존 5MW 원자로와 비교하면 플루토늄 생산량이 10배에 달한다.
2.4. 100메가와트 플루토늄 경수로
북한이 최근 100메가와트 플루토늄 경수로를 가동하여 매 년 핵무기 제조 플루토늄 20kg 전후 분량을 생산하고 있다. #2.5. 방사화학연구소
영변 원자력 연구소의 사용 후 핵연료 재처리 공장. 현재 가동 중이다. 출처.5 메가와트 원자로의 사용 후 핵연료를 퓨렉스법에 의해 재처리해 플루토늄을 추출하고 있다. 연간 200~250톤 정도의 핵 연료를 재처리해 100kg의 플루토늄을 추출하는 능력이 있다고 추정되고 있다. 한편 이 능력은 과대평가되어 사실은 연간 25톤 정도의 처리 능력을 갖고 있는 게 아니냐는 러시아 전문가들의 의견도 있다.