이후 1962년 영변에 원자력연구소를 설립하고 김일성 대학 등에 원자력학과를 신설했다. 소련으로부터 2MW급 연구용 원자로를 도입하는 것을 시작으로 1980년대 영변 핵시설 단지 건립을 본격화 한다. 이에 북한의 핵무기 개발을 의심한 소련은 북한에 핵무기확산방지 관련 국제조약인 NPT 가입을 종용한다. 이에 따라 북한은 1985년 12월 NPT에 가입하게 된다.
문제는 NPT 가입 당사국은 국제원자력기구(IAEA)의 검열을 받아야 하는데 북한이 신고한 것과 사찰 결과 간 일치하지 않은 점이 발견된 것이다. 이에 따라 IAEA측은 문제의 영변 핵시설에 대한 특별사찰을 요구했는데, 북한은 이를 거부하고 1993년 3월 NPT 탈퇴를 선언했다. 국제사회의 각종 대북제재가 뒤따랐다.
이에 카터 전 미국 대통령은 김일성 주석과 회담을 갖고 ‘제네바 합의’를 체결했다. 북한이 IAEA 의무를 전면 이행하는 대신 대북 제재조치를 푸는 게 핵심이었다. 하지만 북한은 1998년 인공위성을 위장한 대포동 미사일(핵무기 운반체제)을 발사함으로써 핵 개발에 대한 의지를 꺾지 않았다.
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남북한과 미국, 러시아, 중국, 일본 등이 참여하는 ‘6자회담’을 통해 북핵 문제 해결 의지를 보였지만 사실상 유야무야됐다. 이후 북한은 2006년 제1차 핵실험을 감행한 이후 2009년 2차, 2013년 3차, 2016년 4·5차, 2917년 6차 핵실험을 했다. 이를 통해 폭발력이 낮은 핵탄두부터 폭발력이 높은 수소 폭탄급까지 단계적으로 핵무기를 진화시킨 것으로 추정된다.
북한이 현재 7차 핵실험 준비를 마친 것으로 정보당국은 판단하고 있다. 북한은 이를 통해 소형화, 경량화한 전술 핵무기 실험을 할 가능성이 크다. 북한은 최근 다양한 단거리 탄도미사일을 발사하고 있는 상황이다. 신승기 한국국방연구원 연구위원은 “실전에서 사용될 수 있는 무기 실험으로 폭발력의 크기 여부와 상관없이 한국과 미국에 위협적인 실험이 될 수 있다”고 언급했다.