이동형 중성자 발생장치 개발로 비파괴 검사 쉬워진다

원자력연 "기존 장치보다 중성자 10배 이상 만들어"

다양한 산업현장에서는 물질 구조·성분을 파악하려고 중성자 비파괴 검사를 하는데, 이때 중성자는 방사성동위원소인 캘리포늄(Cf-252)에서 얻는다.

캘리포늄은 전량 수입에 의존하는데, 연간 수십억원 규모로 추산된다.

이에 따라 최근 산업현장에서는 중성자 발생장치가 주목받는다.

이 장치는 티타늄 표적에 이온빔을 조사해 중성자를 만드는 장치로, 방사성동위원소가 아닌 장치에서 중성자를 얻어 비파괴 검사를 하는 길을 찾은 것이다.

이런 상황에서 국내 연구진이 세계 최고 수준의 고선량·이동형 중성자 발생장치를 개발했다.

한국원자력연구원 핵물리응용연구부 김선호 박사 연구팀은 고에너지 중수소 이온빔을 만드는 장치인 'ECR 플라즈마원'과 발생한 이온을 가속하는 '가속부'를 개발했다고 21일 밝혔다.

ECR은 전자 사이클로트론 공명으로, 이온화가 매우 높은 플라즈마를 얻을 수 있다.

개발된 장치는 세계 최고 수준의 고선량 중성자를 만들 수 있고, 기존 이동형 장치보다 10배 이상 중성자를 생성해 검사 시간을 혁신적으로 줄일 수 있다고 연구팀은 설명했다.

전세계적으로 가장 성능이 좋은 장치는 미국에서 만든 설비인데, 고선량 중성자를 만들 수 있지만 규모가 상당히 커 이동·설치가 어렵다.

반면 연구원이 개발한 장치는 세계에서 두 번째 성능을 가지면서 차폐체와 제어 시스템을 포함해도 트레일러 1대에 싣고 이동할 정도로 이동·설치가 간편하다.

이 장치는 향후 자동차·항공기·군수 산업에서 핵심 부품 비파괴 검사, 제철·석유화학단지 플랜트, 핵연료 실시간 진단, 공항·항만 등 주요 국가시설 폭발물 탐지 등 다양한 분야에 활용될 수 있다.

이동원 핵물리응용연구부장은 "향후 완성도를 높여 산업화를 진행한다면 관련 산업 발전과 수입대체 효과, 나아가 해외시장 선도도 가능할 것"이라고 기대했다.

/연합뉴스