[하이테크...그 주역들] (51) 원자력연 초전도자석 연구팀

초전도체는 과학기술이나 일상생활을 비약적으로 발전시킬 것으로
기대되고 있다.

전기저항이 전혀 없어 송전선이나 발전기 모터 변압기등의 전기기기를
완전히 지금과 다르게 바꿀수 있을 뿐만 아니라 고정밀센서등 새로운 용도도
무한히 넓다.

이같은 초전도체를 실제 활용하는데 기본적으로 필요한 것이 자석이다.

모터 발전기 전기저장 정밀진단용 의료장비등에서 초전도자석이 필수품
이다.

초전도체를 응용하는데 기반이 되는 초전도자석이 최근 우리나라에서도
개발됐다.

원자력연구소 초전도자석연구팀이 그 주역이다.

초전도재료연구팀의 홍계원팀장(공학박사)과 이호진박사가 여기에
참여했다.

원자력연구소에서는 초전도재료를 연구하는 이팀은 홍박사를 포함해 모두
5명의 연구원이 선재가공 벌크제조등도 함께 연구하고 있다.

이팀이 초전도자석을 본격적으로 개발하기 시작한 것은 지난해 6월.

러시아 쿠르차토프연구소와 협력체제를 구축해 본격적인 연구에 나섰다.

이 연구소 아나쉬킨박사의 도움이 컸다.

설계도와 관련소프트웨어를 들여오고 현지로 연수도 다녀와 기술을 배웠다.

그 결과 초전도자석의 설계기술을 확립했다.

홍박사는 초전도자석 개발에서 전선을 적게 사용하면서도 원하는 자장을
얻을수 있도록 설계하는 것이 중요하다고 강조했다.

니오븀-티타늄합금으로 만든 초전도 전선이 무척 비싸기 때문이라는
설명이다.

"설계못지 않게 중요한 것이 자석을 만드는 기술입니다. 일반 전자석처럼
전선을 감았다가는 실패할수밖에 없읍니다"

홍박사는 그 이유를 초전도자석이 보통 온도가 아니라 섭씨영하 2백64도
정도의 매우 낮은 온도에서 나타나는 초전도현상을 이용하는 특성 때문이라
고 설명했다.

이정도로 낮은 온도가 되면 초전도선의 길이가 심하게 줄어들고 전기를
통하면 열이 생기면서 바깥으로 움직여 풀리려는 경향이 생기므로 아주
단단하게 감아야 한다는 것이다.

홍박사는 이 부분은 권선칠기술기원의 공로라고 평가했다.

그는 꼬박 2달을 걸려 30층으로 이뤄진 주코일을 감았다고 한다.

"초전도자석의 자장세기가 4테슬러정도로 정밀분석장비인 NMR스펙트로스코
프에 쓸수 있는 수준입니다"

홍박사는 자기장의 안정도는 시간당 0.1PPM, 자기장의 균등도는 50mm
구형공간에서 10PPM로 상당히 뛰어난 수준으로 평가된다고 밝혔다.

초전도자석의 크기는 지름이 3백60mm, 길이는 5백mm이다.

이번 자석개발을 통해 초전도자석에서 열이 생겨 초전도현상이 없어지는
현상을 막을수 있는 치보호기술을 확보했다.

이것은 여러종류의 초전도자석을 스스로 설계해 만들수 있는 수준에
이르렀다는 것을 의미한다.

초전도자석의 정밀자기장 설계기술, 자기장 보정기술, 초전도선재
접합기술, 영구 전류모드의 초전도자석 운전기술, 정밀자기장 측정기술등도
확보했다.

홍박사팀은 지금 핵융합로에 사용되는 초전도자석을 개발을 준비하고 있다.

원자력연구소가 오는 98년까지 완성할 토카막(KT-II)에 사용하는 것이
목표.

직경은 4m, 높이 30cm짜리로 니오븀-티타늄합금 초전도선재를 사용한다.

"이때쯤이면 우리가 개발한 고온초전도체로 가공한 초전도선으로 만든
자석을 스스로의 힘으로 만들수 있을 것"이란게 홍박사의 기대이다.

< 정건수기자 >

(한국경제신문 1995년 6월 22일자).