원자핵이 분열할 때 발생하는 중성자를 이용해 물질의 내부구조를 정밀하게 알아낼 수 있는 기술이 개발됐다. 한국원자력연구소 중성자물리실 이창희·김헌준 박사팀은 12일 연구용 원자로 하나로에 중성자 래디오그라피장치를 설치해 이 기술의 본격적인 활용에 들어갔다고 밝혔다.중성자 래디오그라피란 비파괴검사에 사용하는 X선 감마선 대신 중성자선을 이용하는 일종의 방사선 투과검사법으로, 하나로에서 발생하는 중성자를 한 곳에 모은 뒤 내부구조를 알고 싶어하는 물질에 쏘아 투과한 빛을 사진필름에 화상으로 표시하는 장치이다.
○납·텅스텐까지 투과
중성자는 수소 산소 질소 등 가벼운 원소는 물론 무거운 원소로 이뤄진 물질에 대한 투과력이 강하고 직진성이 뛰어나다는 특징을 갖고 있으므로 X선이나 감마선으로 검사할 수 없었던 물질을 진단·검사할 수 있다.
X선이나 감마선은 무거운 원소를 투과하지 못해 납 텅스텐 등으로 만들어진 기계 부품 등을 검사하지 못했다.
○해상도 “X선의 20배”
중성자선은 특히 X선이나 감마선에 비해 해상도가 20배이상 뛰어나 0.1㎜단위의 미세한 균열도 파악할 수 있다.
이같은 특성 때문에 중성자 진단장치는 항공기 부품의 결함여부와 자동차 엔진의 미세한 균열상태, 정밀회로의 내부구조 등을 쉽게 검사할 수 있어 생물학 고고학 금속학 연구와 의료 및 산업 전분야에 활용할 수 있다.
○원자력 안전 크게 기여
또 세라믹으로 된 물질을 비롯 납으로 막아 놓은 방사성 물질의 내부결함 검사에도 이용할 수 있다. 따라서 핵연료와 원자로 내부부품 등 방사능이 높은 물체의 비파괴검사에도 활용할 수 있어 원자력안전성 확보에 크게 기여할 것으로 전망된다.
이박사팀은 이 장치의 설치에 이어 물질내부의 투과화면을 영상으로 처리할 수 있는 기술을 개발할 예정이다. 선진국에서 개발중인 이 기술은 물체 내부 검사 및 중성자 단층촬영이 가능해 의료 산업 기초과학분야에서 폭넓게 활용될 것으로 기대된다.
이박사는 『중성자는 가속기 방사성동위원소 연구용원자로 등에서 모두 얻을 수 있으나 연구용 원자로에서 얻은 중성자는 에너지가 높고 직진성이 뛰어나 다른 검사장치보다 정밀하게 측정할 수 있다』고 말했다.<선년규 기자>
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