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반도체 제작에 사용되는 이온주입장치 전력공급장치 국산화 성공
- 제작 비용 70% 절감, 납기 기간 7개월 이상 단축 -- □ 한국원자력연구원 양성자과학연구단은 반도체와 첨단 소재 제작에 사용되는 이온주입장치의 고전압 환경에서도 안정적으로 전력을 공급할 수 있는 절연형 모터제너레이터(Motor-Generator Set, MG-SET)를 독자 개발하는 데 성공했다고 17일 밝혔다.
- □ 이온주입 기술은 반도체 및 첨단 소재 제작 분야에서 널리 사용되는 핵심 공정이다. 수만~수십만 볼트(V) 수준의 높은 전압으로 이온을 가속해 소재 내부로 주입한다. 이를 통해 소재의 전기적 특성이나 표면 성질을 원하는 방향으로 조절할 수 있다.
- ㅇ 이온주입장치는 고전압 상태에서 작동하기 때문에, 수백 볼트 수준의 일반적인 외부 전원과 직접 연결할 수 없다. 전압 차이가 크면 전기가 갑자기 흐르거나 튀면서 장치가 손상되거나 안전 문제가 발생할 수 있기 때문이다.
- □ 이를 해결하기 위해 모터제너레이터 장치를 사용한다. 외부 전기로 모터를 먼저 돌리고 그 회전력을 발전기로 전달해 장치에 필요한 특정 전압의 전기를 다시 만들어 공급하는 장치로, 안정적인 전력 공급이 가능하다.
- ㅇ 특히 고전압 환경에서는 이온주입장치에 전력을 공급하는 모터제너레이터 속 발전기 역시 고전압 상태에 놓이게 된다. 이때 모터제너레이터 속 모터와 발전기가 전기적으로 직접 연결되어 있으면 이 높은 전압이 모터나 외부 전원 장치로 전달될 수 있기 때문에 두 장치를 전기적으로 분리하는 절연 구조가 필요하다.
- ㅇ 이러한 절연형 모터제너레이터는 국내에 생산 업체가 없어 대부분 해외 제품에 의존해 왔다. 그러나 글로벌 공급망 불안정과 환율 상승 등으로 원가는 해마다 상승하고 납기는 갈수록 길어지면서 국산화 요구가 높아져 왔다.
- □ 이에 연구진은 절연형 모터제너레이터를 자체 개발했다.
- ㅇ 특히 모터와 발전기 사이에 전기는 통하지 않지만 회전 동력은 전달할 수 있는 절연축(Insulating shaft)을 적용하면서 가볍고 절연 성능이 우수한 나일론 소재를 사용해 전기적 절연을 확보하고 생산 단가는 낮췄다.
- □ 또한 발전기와 이온주입장치가 연결되는 구간에는 높은 전압이 걸리기 때문에 전압이 특정 구조물에 집중되면 공기 중으로 전기가 새어나오는 코로나 방전이 발생할 수 있다.
- ㅇ 이를 방지하기 위해 연구진은 전압이 특정 부분에 몰리지 않도록 전기장 분포를 고려해 장치 외부 구조를 설계했다. 전기장은 모서리가 뾰족할수록 한곳에 집중되는 특성이 있어 장치 외부 구조의 모든 부분을 반지름 5cm 이상의 곡면 형태로 만들어 전압을 분산시키고 코로나 방전을 억제하도록 했다.
- □ 이번 성과로 절연형 모터제너레이터 제작 비용은 해외 제품 대비 약 70% 절감됐으며, 납기는 10개월에서 3개월 이내로 단축됐다. 장비 사양에 따른 맞춤형 설계와 국내 자체 유지보수가 가능해져 기술의 해외 의존도를 크게 낮추었다.
- ㅇ 또한 이온주입장치뿐 아니라 고전압 환경에서 전력 공급이 필요한 첨단산업분야 다양한 장비로의 확장도 가능하다.
- □ 연구원 이재상 양성자과학연구단장은 "고전압 환경에서 안정적인 전력공급은 이온주입장치의 신뢰성 확보를 위한 핵심 요소"라며, "날로 높아가는 외산 장비의 원가와 납기 부담 속에서 이번 국산화는 기술 자립의 의미 있는 첫걸음이 될 것"이라고 밝혔다.
- □ 한국원자력통제기술원(원장 이나영, 이하 기술원)은 3월 10일(화) 원자력안전위원회(이하 원안위) 주최로 원자력 팀코리아 기업이 참석한 가운데 ‘체코 두코바니 원전 사업자 대상 원자력 수출통제* 설명회’를 개최하였다. * 원자력 수출통제: 핵무기의 개발ㆍ생산ㆍ사용 등에 이용될 수 있는 핵물질, 장비, 소프트웨어 및 기술 등의 수출을 정부가 사전 검토하여 허가ㆍ승인하는 활동
- □ 체코 두코바니 원전 사업과 관련하여 원안위는 2025년 10월 수출자인 한국수력원자력(KHNP)에 원자력플랜트기술수출허가*를 발급하였으며, 허가서 발급 이후 건설사업 관련 기술을 체코 발주사로 이전하고 있다. * 원자력플랜트기술수출허가: 원자력플랜트 수출사업 등에 대하여 원안위가 전략기술의 수출을 사업 기간 동안 일괄하여 허가하는 것
- □ 이번 행사에는 체코 사업에 참여하는 팀코리아 소속 기업인 한국수력원자력(KHNP), 한국전력기술(KEPCO E&C), 한전원자력연료(KEPCO NF), 두산에너빌리티, 한전KPS, 대우건설의 실무자 약 50여 명이 참석하였다.
- □ 대외무역법에 따른 국내 원자력 수출통제 제도에 대한 사업자의 이해도 제고를 위해 기술원은 ▲원자력전용품목 수출통제 제도 소개, ▲체코 사업 관련 수출허가 현황, ▲원자력플랜트기술수출허가 조건 이행 및 자가점검 등을 설명하였으며 이후 사업자 질의답변을 진행하였다.
- □ 이나영 기술원 원장은 “이번 설명회는 체코 두코바니 원전 참여 기업의 수출통제 이해도를 높이고, 현안을 공유하며 현장의 생생한 의견을 수렴할 수 있었던 뜻깊은 자리”라고 밝혔다.
- □ 원안위와 기술원은 앞으로도 국내 사업자들이 원자력 수출통제 관련 법령을 철저히 준수하며 원활하게 수출 활동을 이어갈 수 있도록 지속적으로 지원할 예정이다.
- □ 한국원자력의학원(원장 이진경)은 11일(수) 본원에서 방사성의약품 신약개발, 방사선 기반 세포·유전자 치료, 방사선·면역 병용 치료 등 방사선의학 분야 3대 전략연구의 성과와 향후 연구 방향을 공유하는 ‘2026년 전략연구사업 심포지엄’을 개최했다.
- □ 이번 심포지엄은 제3차 방사선진흥계획 등 정부 정책과 연계해 추진 중인 방사선의학 전략연구사업의 핵심 기술을 공개하고, 국내 연구가 추격형 연구를 넘어 글로벌 시장을 선도할 수 있는 방향을 모색하기 위해 마련됐다.
- □ 먼저 이교철 RI응용부장은 사이클로트론 고도화를 통한 치료용 방사성동위원소 생산 역량 강화 전략을 발표했다. 구리(Cu-64/67), 루테튬(Lu-177), 아스타틴(At-211) 등을 활용한 테라노스틱스 기반 방사성의약품 후보물질 발굴과 함께, 비임상부터 임상까지 이어지는 전주기 연구개발 체계 구축 계획을 제시했다. 또한 난치암·전이암 특이적 신규 표적을 발굴해 글로벌 기술 경쟁력을 확보하겠다는 목표도 밝혔다.
- □ 이어 박유수 첨단방사선바이오연구팀장은 방사선 내성 인자를 표적으로 하는 차세대 면역세포치료제 개발 성과를 소개했다. 방사선 기술을 활용한 대량 배양 플랫폼 구축과 유전자 편집 기반 다중 표적 치료 시스템 개발을 통해 고형암 치료의 한계를 극복하고, 방사선-바이오 병용 치료제 실용화를 추진하겠다는 방향을 제시했다.
- □ 송지영 방사선의생명연구부장은 방사선 치료를 국소 종양 제어를 넘어 전신 항암면역을 유도하는 치료 플랫폼으로 확장하는 전략을 발표했다. 생체모사 미세유체 칩과 인공지능 기술을 결합해 환자별 치료 반응을 예측하는 시스템을 개발하고, 방사선·면역 병용 치료 기반 신약 파이프라인 확보와 조기 상용화를 추진할 계획이라고 설명했다.
- □ 발표 이후 진행된 종합 토론에서는 기초–중개–응용 연구 연계 강화, 산·학·연·병 공동연구 확대, 기술이전 및 성과 확산 전략 등이 논의됐다. 특히 빠르게 성장하고 있는 글로벌 방사성의약품 시장에 대응해 국가 전략연구를 통해 기술 자립 기반을 강화하고, 국내 강소기업 및 제약·바이오 산업과의 동반 성장 생태계 구축 필요성이 강조됐다.
- □ 한국원자력의학원 이진경 원장은 “방사선과 바이오, 인공지능이 융합된 이번 전략연구는 대한민국이 글로벌 방사선의학을 선도할 수 있는 중요한 기반”이라며 “의학원이 축적해 온 방사선 연구 인프라를 바탕으로 국내외 연구기관 및 기업과 협력을 확대하고, 암과 난치질환 환자들에게 실질적인 치료 혜택이 돌아갈 수 있도록 노력하겠다”고 밝혔다.
- □ 한국전력기술(사장 김태균, 이하 ‘한전기술’)은 지난 24일, ‘엔지니어링솔루션본부’ 신설 이후 첫 기획 회의를 개최하고, 기술 역량 강화를 위한 운영 방향을 공유했다.
- □ 한전기술은 최근 조직개편을 통해 엔지니어링솔루션본부를 신설했다. 이는 사업본부 산하에 분산되어 있던 기술 역량을 독립시키고, 설계 및 엔지니어링 핵심 역량을 체계적으로 고도화하기 위한 조치이다.
- □ 아울러 부서 간 기능 연계를 강화해 유기적인 기술 통합을 추진하고, 사업 수행의 효율성과 기술적 일관성을 제고함으로써 변화하는 에너지 환경에 적극적으로 대응해 나갈 계획이다.
- □ 이날 김천 본사에서 열린 회의에서는 기술 중심 조직으로의 전환을 위한 구체적인 실행계획이 집중적으로 논의됐다. △표준기술문서의 가치내재화 △세대 간 단절 없는 기술전수 시스템 구축 △분야별 기술교류 활성화 등을 통해 조직의 기술 경쟁력을 확보하는 방안에 대해 심도 있는 논의가 이어졌다.
- □ 김광표 엔지니어링솔루션 본부장은 “원활한 사업 수행을 위해 인력 운영의 효율성을 제고하고, 세계 최고 수준의 발전소 설계 기술력을 기반으로 기술 역량을 체계적으로 강화해 나가겠다”고 밝혔다. 끝.
