영구자석, 태양전지, 자기센서 등 다양한 연구 분야에서 활용하는 편극중성자 초거울을 국내 연구진이 자체 기술로 개발해 화제가 되고 있다.
한국원자력연구원(원장 박원석)은 전 세계적으로도 소수 연구진만 보유하고 있는 편극중성자 초거울을 국내 최초로 제작하는데 성공했다고 11월 2일 밝혔다.
한국원자력연구원 중성자과학연구부 조상진 박사팀은 일반적으로 중성자 초거울에 이용되는 니켈(Ni)과 타이타늄(Ti) 대신 철(Fe)과 실리콘(Si)을 5~10nm(나노미터) 두께로 번갈아 1200층을 코팅해 ‘편극중성자’를 인출할 수 있는 초거울을 자체 개발했다.
- 극중성자 초거울을 설치한 중성자유도관을 사용하면 업스핀(upspin)과 다운스핀(downspin) 중성자를 분리해 중성자를‘편극화’할 수 있는데 이를 편극중성자라고 한다.
- 중성자는 회전 방향에 따라 업스핀과 다운스핀으로 나누어지는데 자기장 하에서 각각 50% 확률로 각각 존재한다. 일반적인 중성자 유도관을 통해 이송한 중성자는 업스핀과 다운스핀이 무작위로 섞여있지만 편극중성자 초거울이 설치된 중성자 유도관은 편극중성자만 분리해 인출할 수 있다.
편극중성자는 차세대 영구자석의 구조 분석 등에 활용될 수 있다. 영구자석은 자성을 쉽게 가지는 연자성체와 자성을 쉽게 가지지 않는 경자성체를 번갈아가면서 특정 박막형태로 쌓아 제작한다. 영구자석이 영구적인 자성을 가지기 위해서는 연자성체가 특정 스핀 방향을 일정하게 유지해야 하는데 편극중성자를 이용해 스핀 방향이 일정한지 여부를 관측할 수 있다.
이번에 조 박사팀이 개발한 편극중성자 초거울은 기존의 초거울보다 한층 더 발전한 M3.5수준으로 니켈만을 코팅해 만든 중성자 거울보다 약 4배 이상 중성자 전달률이 높다. 따라서 중성자 획득 시간을 획기적으로 단축시키는 것이 가능하다.
- 일반적으로 중성자를 반사시키는 물질인 니켈만을 사용해 거울을 제작했지만 최근 타이타늄 등을 추가해 중성자 전달 효율을 높인 ‘초거울’이 개발되어 사용되고 있다. 중성자를 반사하는 니켈을 코팅해 만든 중성자 거울보다 전반사각(임계각)을 2배 늘린 특수 거울을 M2라 하고 3배 늘린 거울을 M3라고 한다.
- 중성자는 (+)전하를 가진 양성자, (-)전하를 띠는 전자와는 달리 어떤 극도 띠지 않는다. 전하를 갖게 되면 필연적으로 전기적 반발을 낳기 때문에 양성자나 전자는 물질 내부로 깊숙이 들어가는 데 어려움이 있다. 반면, 중성자는 말 그대로 어떤 극도 띠지 않는 중성이어서 물질을 통과할 수 있다. 그러나 이런 특성 때문에 일반적인 유도관을 통해 중성자를 이송시키면 중성자가 관의 벽면을 관통하기 때문에 의도한 지점으로 중성자를 이동시키기 매우 어렵다.
- 하지만 니켈 등 중성자를 반사시키는 물질로 만든 특수 거울을 중성자유도관 내부에 설치해 중성자를 여러 차례 반사시키면 목적지까지 중성자를 이동시키는 것이 가능해진다.
연구진은 이번에 편극중성자 초거울 개발에 성공하면서 전 세계적으로 소수의 연구진만 보유하고 있는 편극중성자 초거울을 국내서 제작할 수 있는 길을 열었다.
- 편극중성자 초거울은 한 개당 1억원이 넘는 고가 연구 장치로 스위스의 스위스뉴트로닉스(SwissNeutronics)사가 세계 유일의 공급사로 기기 수급이 용이하지 않다. 이번 연구개발 성과로 인해 본 기기를 자체 제작할 경우 수억 원 이상의 수입대체효과를 가져올 전망이며, 향후에는 해외 원자력부품 시장에까지 도전장을 내밀 예정이다.
한국원자력연구원 박원석 원장은 “이번에 국제적으로 경쟁력 있는 편극중성자 초거울의 국산화 성공으로 영구자석, 태양전지, 자기센서 등 다양한 국내 연구 분야의 발전에 기여할 수 있을 것”이라고 말했다.
한국원자력통제기술원(이하 KINAC)은 12월 5일부터 양일간 서울에서 원전 사이버보안 현안 및 전략 워크숍을 개최하였다. 이번 워크숍은 ‘15년부터 수행된 1~7단계 사이버보안 특별검사 현안 및 개선방향을 논의함으로써 향후 원전 사이버보안 체계를 강화하고자 기획하였으며, 원자력안전위원회와 KINAC을 비롯해 원자력발전소 각 본부 사이버보안 실무자들이 참석하였다.
원자력안전위원회와 KINAC은 최근 완료된 원자력발전소 특별검사에서 도출된 현안을 공유하고 2020년의 규제 계획을 발표하였다. 또한 필수디지털자산(CDA) 식별 및 보안평가와 관련된 내용을 심도있게 논의하였으며, 사이버보안 조직의 역할을 논의하며 사업자의 인력 운용상 현안에 대해 토의하였다. 이와 더불어 ‘19년도에 UAE의 규제기관 FANR, 미국 원자력규제위원회(NRC)의 원전 사이버보안 검사 참관 경험에 대해 발표하고 해외 우수사례의 국내 적용 가능성에 대해 이야기를 나누었다.
이어 사이버보안 훈련 평가에 대해 중점적으로 논의하며 현재 훈련의 미흡사항 및 타 훈련과의 비교를 통한 개선방안을 논의하였다. 더불어 사업자의 자체 보안 현황 발표와 외부 전문가의 발표를 통해 사이버보안 담당자로서의 의식을 고취하는 시간을 가졌다.
KINAC 권국희 사이버보안실장은 “원전 보안강화를 위하여 규제활동을 통한 취약점 개선 뿐만 아니라, 사업자 자체적인 시정조치프로그램(Corrective Action Program) 운용이 중요하다”고 강조하며 “앞으로도 현안 논의를 통해 현장중심의 규제를 시행할 계획”이라고 밝혔다.
한국원자력안전기술원(원장 손재영, 이하 KINS)이 지난 12월 12일(목) KINS 본원 대회의실에서 ‘2019 하반기 전국방사능측정소장 회의’를 개최했다고 밝혔다.
전국토의 환경방사능 안전 확인과 감시 업무의 품질제고를 위해 개최된 이번 회의에는 원자력안전위원회 및 KINS 전문가와 함께 전국 지방방사능측정소장 등 관계자 25명이 참석했다.
이번 회의는 총 3가지 의제로 구성됐는데 먼저 각 지역 측정소장들의 「2019년 환경방사능감시 종합결과」 발표를 통해 전국의 환경 방사능 준위가 예년과 비슷한 수준을 유지하고 있음을 확인했으며, 「2020년도 지방방사능측정소 운영 계획」 설명과 더불어 「전국방사능측정소 환경방사능감시 업무 발전방향」에 대한 심도 있는 논의가 진행됐다.
KINS 장재권 방사선안전본부장은 인사말을 통해 “환경방사능 감시업무의 질적 향상을 위해 지방측정소 간 운영 경험과 노하우를 공유할 필요가 있다”며, “우리나라 전 국토의 환경 보전과 국민 안전을 위해 앞으로도 최선을 다해주시길 바란다”고 말했다.
한편, 현재 전국에는 15개 지방측정소(서울, 춘천, 대전, 군산, 광주, 대구, 부산, 제주, 강릉, 안동, 수원, 청주, 울산, 인천, 진주)와 171개 방사선감시소(무인)가 운영 중으로 평상시 전국토 환경감시업무를 수행하며, 방사능 비상발생시 방사능영향의 평가를 위한 기초자료를 KINS 중앙방사능측정소로 제공하는 역할을 수행 중이다.
한국원자력의학원(원장 김미숙)은 임영빈·박명진 박사 연구팀이 11월27일(수) 서울 코엑스에서 열린 '2019 대한민국 발명특허대전'에서 특허청장상을 수상했다고 밝혔다.
연구팀은 항정신병 약물인 아리피프라졸을 유효성분으로 하는 방사선 민감제 개발 기술에 관한 특허로 이번 수상의 영예를 안았다.
방사선 민감제는 암 환자가 방사선 치료를 받을 때 동시에 복용하여 암 치료 효과를 높이는 약물이다.
올해 2월 연구팀은 이번 수상 기술을 항암제 개발 전문기업 ㈜브이에스팜텍에 기술이전하고, 신약개발 및 인허가 전문가 그룹과 방사선 민감제 상용화 프로젝트를 추진하고 있다.
한전원자력연료(사장 정상봉)는 지난 11월 13일 산업통상자원부 국가기술표준원이 주최하고 한국표준협회가 주관하는 제45회 국가품질경영대회에서 19년 연속 ‘품질경쟁력 우수기업’으로 선정되었다고 밝혔다.
한전원자력연료는 현장중심 경영을 통한 전사적 품질 역량 제고는 물론, 고유의 생산혁신시스템인 KIPS(KEPCO NF Innovative Production System) 운영에 따른 혁신 성과를 높이 인정받아 2001년부터 19년 연속 품질경쟁력 우수기업으로 선정되는 영예를 안았다.
특히, 한전원자력연료는 2018년에 국제적 품질인증 ISO 9001:2015를 획득하여 전사적 품질경영활동을 실시하고 있으며, 국가표준기본법 및 ISO/IEC 17025 인정 요건을 적용한 교정품질시스템을 구축하여 국제공인교정기관으로 인정을 취득한바 있다.
또한, 안전보건 분야에서의 ISO 14001:2015 및 K-OHSMS 18001 인증 취득과 정보보호 국제표준 ISO 27001 인증 취득 등 다양한 방면에서 국제수준의 경영시스템을 갖추고 있다.
뿐만 아니라, 한전원자력연료는 협력사와 품질보증협의체를 구성하여 공급자별 공정검사 불량률과 개선책 및 품질현황 등을 모니터링하고, 매년 ‘품질우수기업 CEO 간담회’를 개최하여 선순환적 협력관계 구축에 매진하고 있다.
한편 이날, 품질분임조경진대회에 ‘지속가능 보전경영 활동으로 설비관리 효율성 향상’을 주제로 참가한 한전원자력연료 짱구 분임조가 보전경영 부문 대통령상 금상을 수상하였다.
정상봉 사장은 “세계 최고 수준의 원자력연료 생산을 위해 임직원 모두 품질경영 혁신에 동참한 결과”라며, “원자력연료 원천기술 개발과 그동안 축적한 기술을 융합하여 생산성 향상과 고부가가치 창출은 물론, 해외시장 개척을 통해 미래 성장동력 창출을 위해 노력하겠다”고 밝혔다.