이 논문은 북핵에 대한 대응수단의 하나로 핵무장으로 가는 중간단계인 핵잠재력을 한국이 확보하기 위해서는 한일 간의 원자력 협력을 어떻게 추진해야 할 것인가 하는 점을 분석한다. 일본은 한국과 유사한 북핵 위협에 직면하고 있으며, 일본이 선택 가능한 북한 핵 대응 옵션도 한국과 크게 다르지 않다. 이런 점에서 원자력협정을 체결하고 있는 한국과 일본의 원자력 협력을 통해 한국이 핵잠재력을 확보할 수 있는가 하는 점을 중점적으로 분석했다. 한국이 핵잠재력을 확보하기 위한 한일 원자력 협력 분야는, 미국과의 원자력협정 개정을 위한 협력, 핵비확산 체제와의 협력 강화, 한일 원자력 공동체(협력체) 구성, 우라늄 농축 및 재처리에 관한 기술협력, 천연우라늄 및 농축우라늄의 공동구매, 원자력 안전협력의 강화 등이 장기적인 협력 분야로 상정할 수 있다. 이러한 협력은 단기간에 성과를 내기 어려우며, 장기적인 협력이 필요한 분야이다. 한일이 장기적인 원자력 협력 강화를 위해서 우선 한일 간의 원자력 고위급위원회의 운용 및 정책 자문그룹의 활용 등을 통해 양국이 협력할 수 있는 분야를 구체화하고, 협력 관계의 초기 단계를 만들어 가는 노력이 선결과제로 판단된다. 한일 원자력 협력을 통한 핵잠재력 확보는 양국이 원자력협정을 체결하고 있는 미국과의 관계나 핵비확산 레짐과의 관계 등을 종합적으로 고려할 때, 단기간에 성과를 내기 어려운 현실적인 한계가 존재한다. 따라서 장기적인 관점에서 양국이 협력할 수 있는 분야를 개발하여 지속적인 협력 관계를 만들어 가는 과정이 한국의 핵잠재력 확보로 연결될 수 있을 것이다.