[대학저널 유제민 기자] 방사능 물질을 원거리에서 탐지할 수 있는 기술이 최초로 개발됐다. UNIST(총장 정무영) 물리학과 최은미 교수 연구팀은 눈에 보이지 않는 고출력 전자기파*를 이용해 원거리에서 방사능 물질을 실시간으로 탐지할 수 있는 기법을 최초로 실험적으로 증명했다.
* 전자기파: 가시광선, 적외선, 자외선, x-선, RF 등 전자기적 과정에 의해 방사되는 에너지.
연구팀은 원거리에서 방사능 물질을 탐지해 내기 위해 강력한 전자기파 발생장치*를 개발했다. 방사능 물질 주변에 고출력 전자기파를 쪼였을 때 발생하는 플라즈마*가 해답을 제시했다. 플라즈마 생성 시간을 분석해 방사능 물질 유무를 파악해 내는 원리이다. 연구결과 기존 기술로는 측정이 불가능했던 원거리에서 방사능 물질을 감지해 낼 수 있는 가능성을 보였다. 또한 기존 이론 대비 4800배 높아진 민감도를 통해 아주 소량의 방사능 물질 탐지가 가능하게 됐다.
* 전자기파 발생장치: 전자기파를 발생시키기 위해 만들어진 장치. 마그네트론, 레이저 등이 여기에 속함.
* 플라즈마: 물질이 가열 후 기체 상태를 벗어나 전자, 이온 등 입자들로 나누어진 상태
현존하는 대표적인 방사능 탐지 기술 중 하나인 가이거 계수기*는 방사능 물질로부터 방출된 고에너지 감마선*, 알파선* 등이 계수기에 직접 도달해야 측정할 수 있다. 따라서 기존 기술로 탐지거리를 늘리는 데는 한계가 있다. 하지만 전자기파는 원거리까지 방사가 가능하다. 이런 전자기파의 원리를 이용하면 탐지거리를 기존기술로는 불가능한 영역까지 늘릴 수 있다.
* 가이거 계수기: 알파선, 베타선, 감마선과 같은 이온화 방사능을 측정하는 장치.
* 감마선: 방사선의 일종으로 통상 100 keV 이상의 광자에너지를 말함.
* 알파선: 방사선의 일종으로 하나의 핵이 알파붕괴 할 때 방출한 에너지를 말함.
이 연구를 통해 원거리에서 방사능 유출, 핵무기 개발, 핵무기 테러 등 각종 방사능 활동을 탐지할 수 있어 방사능 비상사태에 보다 신속하게 대처할 수 있는 길이 열린 것으로 볼 수 있다.
최은미 교수는 "이 연구는 수십 킬로미터 떨어진 거리에 존재하는 방사능 물질을 비파괴적으로 측정할 수 있는 기술을 개발한 것이다. 후쿠시마와 같은 고방사성 환경 탐지, 방사능 물질을 이용한 테러 활동의 감시, 원전 이상 사태 등에 적용할 수 있을 것으로 기대를 모은다"고 연구의 의의를 설명했다.
이번 연구 성과는 교육부·한국연구재단 이공학개인기초연구지원사업, 글로벌박사양성사업의 지원으로 수행됐으며 융합과학기술분야 국제학술지 네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications) 5월 9자에 게재됐다.
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