依托苏联的试验性核反应堆和核技术人才培养的积累，朝鲜开始在宁边建造5兆瓦的石墨反应堆，1980年动工并于1987年建成。这种反应堆的乏燃料棒可以提取出制造核武器的关键原料——钚239。尽管冷战结束后中美等国对朝鲜核项目施加了压力，但几经波折后朝鲜还是拥有了一批钚239原料，2006年朝鲜爆炸了第一颗原子弹，但当量太小外界普遍认为并没有成功，2009年朝鲜第二次核试验成功，2013年朝鲜进行了第三次核试验，并宣布这次使用了小型化和轻型化的原子弹。
对于朝鲜的原子弹来源、设计和性能，各方都有很多猜测。但不论朝鲜是自行研制还是买到或偷窃了别国的核武器图纸，不论他们是否为了达到预定的爆炸效果不得不增加核材料，但有一点是确定的：从后两次核试验看，朝鲜已经突破了原子弹的制造技术。
美国RC-135V侦察机用于放射性气体尘埃采集，这是分析朝鲜核试的直接技术手段。
朝鲜2008年向联合国申报时提到本国拥有38千克的钚，而有消息称朝鲜第一次核试验只用了2千克的钚，那么即使后续试验增加了核材料，估计三次核试验后朝鲜还有约30千克的钚。宁边5兆瓦核反应堆虽然因为六方会谈暂时关闭，但2013年后朝鲜已经重启核反应堆，如果得不到遏制的话未来还会提取出更多的钚239。而即使只考虑曾经的存量，朝鲜的钚原料理论上也足以支持制造10颗以上的原子弹。
2008年缓和期间，朝鲜炸毁了宁边5兆瓦核反应堆冷却塔，但2013年又恢复运行。
