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원자력 e-뉴스레터

2024. 03|

VOL. 50

원자력 e-뉴스레터는 과학기술정보통신부가
원자력의 연구 개발과 올바른 이용을 알리기 위해 매월 발간하는 종합 소식지입니다.

원자력 톡

‘국힙원탑’ 아이유, ‘릅신’ 르브론 제임스, ‘굴멘’ 루드 굴리트

이들의 공통점은 무엇일까요?

바로 그 분야의 팔방미인, ‘올라운더’라는 것입니다.

전기차가 ‘이거 정말 죽여주는구만. 그런데 왜 이렇게 몸이 붕 뜰까?’고 말하고 있다. 더 오래가는 전기차 배터리를 모두가 바라고 있다.

한국원자력연구원에도 이런 올라운더가 존재하는데요,

국내 유일의 연구용 원자로, 팔방미인 ‘하나로’입니다.

파동이의 원연생활

하나로는 1995년, 우리나라가 자력으로 설계·건설한 최초의 다목적 연구용 원자로로,
세계 10워권의 중성자 발생 장치입니다.

리튬 이온 배터리는 충전이 가능한 2차전지로, 크기가 작고 일정한 수준의 용량을 유지할 수 있어 자동차, 노트북, 핸드폰에 이용된다.

흔히 '원자로' 하면 전기를 생산하는 원자력발전소를 생각하게 됩니다.

하지만 원자력발전소의 원자로가 우라늄의 핵분열에서 발생된 열을 활용해 전기를 생산하는 것과는 다르게,
연구용 원자로인 하나로는 우라늄의 핵분열 연쇄반응에서 만들어진 중성자를 이용하여 다양한 연구개발을 수행하고 있습니다.

양극재+니켈(배터리의 (+)극은 충전 및 방전 등의 성능을 결정하는 핵심 소재다.

고품질 반도체를 생산할 때도 하나로를 활용합니다. 반도체 소재로는 실리콘이 많이 사용되는데요.

실리콘에 전류가 잘 흐르게 하기 위해서는 인(P)과 같은 불순물을 넣어야 합니다.

이때 ‘중성자 핵변환 도핑 기술’을 활용하면 더 높은 전압과 전류에서 사용할 수 있는 반도체를 만들 수 있습니다.

‘중성자 핵변환 도핑 기술’은 하나로를 이용해 실리콘에 중성자를 흡수시켜 실리콘 원자핵 중 일부를 인(P)으로 변환시키는 기술입니다.

하이 니켈 양극재의 공기구멍

이 기술로 생산된 반도체는 고속전철, 자기부상열차, 전기자동차 설비용 등으로 공급하고 있습니다.

파동이가 윙크하고 있다.

중성자영상장치는 중성자가 물질을 잘 통과한다는 성질을 활용한 장치로,
물질을 훼손하지 않고 내부를 분석하는 영상을 얻을 수 있습니다.

돋보기로 확대해서 보며 놀라고 있다.

국방 소재, 항공 우주 부품, 자동차용 수소 연료전지 등 다양한 분야에서 사용하고 있는데요.

특히 작동하고 있는 수소 연료전지를 실시간으로 분석하여 수소연료전지의 성능과 내구성을 향상시킬 수 있는 방법도 알아냈습니다.

이러한 연구결과를 바탕으로 수소차 대량 생산과 유럽 수출에 기여했습니다.

이외에도 중성자의 특성을 활용하여 미세먼지의 원인을 찾고 문화재 결함을 검사하는 등 다방면에서 공익적으로 활용하고 있습니다.

중성자 활용장치

하나로는 방사성동위원소도 만들 수 있습니다.

방사성동위원소는 방사선을 방출하는 동위원소로 적절히 사용하면
암과 같은 질병을 진단하고 치료하는 데 매우 효과적인데요.

이런 방사성동위원소가 포함된 의약품을 방사성의약품이라고 합니다.

양극재+니켈(배터리의 (+)극은 충전 및 방전 등의 성능을 결정하는 핵심 소재다. 양극재+니켈(배터리의 (+)극은 충전 및 방전 등의 성능을 결정하는 핵심 소재다.

방사성동위원소 ‘요오드-131(I-131)’은 국내에서 가장 많이 사용 중인
방사성의약품 원료로, 희귀 소아암, 갑상선암 등 다양한 질병의 의약품 원료로 활용되고 있습니다.

국내에서 ‘요오드-131’ 생산이 가능한 기관은 하나로를 보유한 원자력연구원이 유일합니다.

1968년부터 현재까지 생산해 갑상선 치료제나 난치성 질환 치료용으로 국내에 공급하고 있습니다.

중성자 활용장치

우리나라는 의료용 방사성동위원소의 수입 의존도가 높아 난치성 암 치료를 위해 해외 원정을 가거나,
해외 생산 환경에 따라 국내 치료에 차질이 있었는데요.

한국원자력연구원은 방사성동위원소 생산 시설을 확보하기 위해 기장에 신형 연구로를 건설하고 있습니다.

국내에 의료용 방사성동위원소 보급을 확대하여 국민복지와 의료산업을 발전시키고자 합니다.

중성자 활용장치

어떤 물체의 내부에 문제가 있는지 확인하고 싶을 때 방사성동위원소를 이용하면
그것을 깨뜨리지 않고 확인할 수 있습니다.

물체에 방사선을 통과시키고 필름을 보면 물체에 결함이 있는지 알 수 있는데요.

이를 비파괴검사라고 합니다.

공장에서 큰 기계를 조립하거나 건축공사용 철판이나 배관에 이상이 있는지 알아볼 때 비파괴검사를 활용합니다.

비파괴검사를 위해 필요한 방사성동위원소 ‘이리듐’은 전량 수입에 의존했었는데요.

이리듐 수요의 상당 부분을 하나로에서 만들어진 중성자를 활용하여 생산·공급하여
국내 비파괴 검사 산업의 가격경쟁력을 높이는 데 기여했습니다.

연구원은 지금까지 그래왔듯 하나로를 활용해 더 나은 미래를 설계하고 사람을 이롭게 하는
다양한 연구를 이어 나갈 것입니다.