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 제2자연과학원은 1964년 6월 29일 창설됐다. 그 전부터 있던 ‘130정밀기계연구소’와 다른 연구소들을 합쳐 만들었다. 창설 당시 명칭은 ‘국방과학원’이었다. 김일성은 6·25 전쟁을 치르며 옛 소련제 무기가 북한 군인들의 체형에 맞지 않는다는 점과, 군수 부문의 독립 없이는 소련에 계속 의존해야 한다는 점 때문에 정권 수립 초기부터 국방과학 육성에 열을 올렸다고 한다.
 6·25 전쟁 당시 북한에는 방독면, 철갑모, 보총 등 기본적인 군사장비마저 전무했다. 소련은 북한의 군수공업 발전을 통제하기 위해 기술 전수를 꺼렸다. 모든 군수공장에는 소련기술고문단이 상주하면서 북한이 소련의 부품만을 이용해 군사장비를 조립해 내길 원했다. 김일성은 6·25를 말할 때마다, “6·25 전쟁 시기 보총 10만 자루가 없어서 낙동강까지 진격했다가 후퇴했다. 소련이 그것을 주겠다던 약속만 지켰어도 그때 조국을 통일했을 것”이라고 했다고 한다.
 ‘국방과학원’ 창설 시 원장은 당시 민족보위상이었던 김창봉(金昌奉)이었다. 현재 원장은 최춘식이 맡고 있다. 지난해 12월 김정일 1주기 추모행사에서 김정은 바로 옆에 서 있는 모습이 공개돼 의문을 일으켰던 인물이 바로 최춘식 원장이다. 원래 과학원장 및 연구사들의 모습은 매체에 공개하지 않는다. 최근 과학원 종사자나 과학원 시설 내부가 북한 매체에 등장하는 것은 이례적이다.
 ‘국방과학원’은 후에 비밀보장을 이유로 제2자연과학원으로 이름을 바꿨다. 북한에서 ‘제2’라는 명칭은 주로 군사 관련 시설에 붙여진다. 군수경제를 관장하는 조직이 ‘제2경제위원회’라 불리는 것이 같은 예다.

제2자연과학원은 130정밀기계연구소와 다른 연구소들을 합쳐 만들었다.