[하늘에서 본 북녘] 영변 핵시설 열적외선 위성영상 분석

영변 핵시설 가동 및 핵물질 생산활동 의심 정황 포착

북한이 평안북도 영변 핵 단지 주요 시설을 가동하면서 핵물질을 생산하는 의심 정황이 최근 고해상 영상과 열적외선 위성영상에서 파악됐다. 맥사(MAXAR) 영상에 따르면 영변 단지 내 원자로·경수로를 가동하면서 데워진 냉각수가 구룡강으로 배출되는 것이 올해 들어 11번째 식별됐다. 또한, 열적외선 위성영상에서는 일명 재처리시설인 방사화학실험실과 우라늄 농축시설이 가동되고 있고, 이에 따라 시설에서 높은 열이 발산되는 것이 분석 결과 파악됐다. 북한이 영변 시설을 가동하면서 핵물질인 플루토늄과 고농축우라늄을 생산하는 것으로 의심되는 정황이 포착된 것이다.

MAXAR 고해상영상 판독

영변 핵 단지 내 원자로·경수로를 가동할 때 데워진 냉각수가 구룡강으로 배출되는 것이 2곳 펌프장에 연결된 배수구에서 흰 포말과 함께 뚜렷이 식별된다. /사진=GE-1(©2024 Maxar, U.S.G. Plus)

5월 14일 맥사의 GeoEye-1 위성영상(해상도 40cm)으로 영변 원자로·경수로 지역을 살펴본 바, 원자로·경수로를 가동하면서 데워진 냉각수가 2곳 펌프장을 통해 구룡강으로 배출되는 것이 흰 포말과 함께 뚜렷이 식별됐다. 지난달 말 4월 27일([하늘에서 본 북녘] 영변 실험용경수로 시운전 재개 움직임 포착)에 이어 올해 들어 11번째 냉각수 배출이 포착된 것이다. 맥사 위성영상을 판독한 바로는 지난해 하반기 실험용 경수로를 시범 운영하면서 냉각수가 배출돼오다가 올해 1월 들어서도 지속 이어졌다. 그러다 잠시 3월 중반부터 4월 후반까지 1개월여간 원자로·경수로가 가동을 멈추면서 냉각수 배출이 미식별됐고, 이후 4월 말부터 냉각수 배출이 재개되어 다시 연속 포착되고 있다.

여기에 더해 최근 영변 핵 단지 기온분포와 시설가동 정황도 살펴보았다. 자료는 미 항공우주국(NASA)이 운영하는 지구관측 위성 Landsat-8호가 촬영한 열적외선(Thermal Infrared) 영상을 이용하였다. 열적외선 위성 자료는 해상도가 100m이며, 지표면에서 발산되는 온도나 열을 감지하여 그 세기를 수치로 기록한 것이다.

열적외선 위성영상 분석

열적외선 위성 자료를 분석한 영변 기온분포도이다. 영변 단지 내 방사화학실험실과 우라늄 농축시설에서 보라색~붉은색의 높은 열을 발산하는 것으로 파악됐다. 핵물질 생산활동이 의심되는 정황인 것으로 판단된다. /사진=GE-1(배경)+Landsat-8 TIR(반투명) (©2024 Maxar, U.S.G. Plus)

열적외선 영상은 지표면 열이나 온도의 세기를 밝기값으로 나타낸 것이며, 유의미한 분석을 위해서는 수식을 이용한 단계별 절차에 따라서 지표면 기온(℃)으로 변환해야 한다. 열적외선 연구분석에 영상처리 전문 소프트웨어인 ERDAS IMAGINE 프로그램을 활용했고, 지리정보시스템(GIS)으로는 ArcGIS를 이용하여 분석했다.

위 그림은 연구 문헌(USGS, 2013)이 제시하는 전문수식과 절차에 따라서 Landsat-8호 열적외선 자료를 변환 처리하고, 영변 핵 단지 내 지표면의 기온분포를 1~2도 간격으로 작성해서 컬러로 나타낸 것이다. 배경에는 지표면 시설에 대한 이해를 돕기 위해 고해상의 GeoEye-1 영상(5월 14일 촬영)을 도시한 것이고, 열적외선 영상으로 작성한 컬러 기온분포도를 반투명 처리해서 위에 중첩하였다.

열적외선 분석 결과 영변 지역은 5월 16일(오전 11시경) 평균 기온 19도에 최저 13도, 최고 28도 기온분포를 보이는 것으로 파악됐다. 열적외선으로 분석한 지표 기온은 수식에 따라 산술적으로 간접 산출된 것이라서 오차가 있을 수 있다. 연구 문헌(USGS, 2013)에 따르면 오차범위가 ±3℃에 이른다고 한다. 정확한 기온은 지상에서 온도계로 직접 측정하는 것이다.

또 영변 내 주변 기온(평균 19도)과 달리 핵 재처리시설인 방사화학실험실이 27~28도의 매우 높은 기온을 보였고, 우라늄 농축시설에서도 25~26도의 고열이 발산되는 것으로 파악됐다. 방사화학실험실에서 폐연료봉을 재처리해서 핵물질인 플루토늄을 추출하고 또한, 우라늄 농축시설에서 우라늄을 수백~수천 기의 원심분리기로 초고속 회전시키면서 고농도로 압축 처리하는 과정 중인 것으로 의심된다.

북한의 지속되는 미사일 발사에 이어 최근 동창리 서해발사장에서는 엔진 연소 실험 정황이 포착되었고, 국방공업기업소를 방문한 김정은은 “핵무력을 강화하기 위한 중요 활동들과 생산활동을 가속화해 나가야 한다”고 강조했다. 이런 상황에서 영변에서는 주요 핵물질 생산 관련 활동이 고해상 영상과 열적외선 위성영상에서 감지됐다. 한반도와 동북아 안보에 대한 우려가 잠잠할 날이 없어 보인다.