북한은 12일 조선중앙통신사를 통해 3차 핵실험 강행 사실을 공개하면서 "다종(多種)화된 핵 억제력의 우수한 성능이 물리적으로 과시됐다"란 표현을 썼다. 이는 1·2차 핵실험에 이용한 플루토늄이 아니라 고농축우라늄(HEU)을 썼을 가능성을 시사하는 것으로 받아들여진다.
우라늄탄을 이용한 핵실험 여부는 지난달 23일 북한이 외무성 성명을 통해 3차 핵실험을 처음 시사한 뒤로 안보 당국의 최대 관심사 중 하나였다. 이번에 우라늄을 사용했다면 핵탄두 소형화에 성큼 다가섰음을 의미하기 때문이다. 우라늄탄은 내부 설계가 상대적으로 덜 복잡해 소형화에 유리하다. 이날 북한 발표문에 "폭발력이 크면서도 소형화·경량화된 원자탄"이란 표현이 나온 것도 우라늄 사용 가능성을 시사한다는 분석이다.
그러나 이번에도 플루토늄을 사용했을 가능성 역시 남아 있다. "소형화·경량화를 언급하면서 굳이 우라늄을 구체적으로 언급하지 않을 이유가 없다"(한국국방연구원 신범철 북한군사연구실장)는 것이다.
우라늄 사용 여부는 핵실험 후 공기 중으로 새어나온 가스의 성분(방사능핵종)을 분석해야 알 수 있다. 이 성분은 최소 핵실험 2~3일 후에 탐지되는 것으로 알려져 있다. 군 관계자는 "핵실험으로 발생하는 제논과 크립톤의 비율을 따져 우라늄 사용 여부를 알 수 있다"고 했다. 그러나 갱도에서 핵물질이 아예 나오지 않을 수도 있기 때문에 우라늄 사용 여부 자체를 전혀 모를 수 있다.
김관진 국방장관은 이날 긴급 소집된 국회 국방위 전체회의에서 "(미국이) 현재 정찰기를 운용한다는 보고를 받았다"고 했다. 1·2차 핵실험 때도 투입됐던 WC-135W(콘스턴트 피닉스)는 대기 표본 수집을 통해 방사능 물질을 탐지한다.