방사능 견디는 센서 나온다

◆최준기 ETRI 박사팀
원전 내부 '압력·온도' 등 측정
무거운 납 소재 보호복 대체 기대

[서울경제]

ETRI의 최춘기(오른쪽) 책임연구원이 슈브라몬달 UST 학생연구원과 함께 복합 소재를 기반으로 만든 내방사선 압력-온도 복합 센서를 장갑에 적용해 시연하고 있다.

국내 연구진이 방사능에 견디는 플렉시블 복합 소재 기반 센서를 개발했다. 이 소재는 원전 내부에서 압력과 온도를 측정할 수 있는 내방사선 센서로 제작되거나 납으로 된 무거운 보호복을 대체하는 데 효과적으로 활용될 것으로 전망된다.

한국전자통신연구원(ETRI)은 그래핀, 맥신(MXene), 고분자수지(Ecoflex)를 조합한 복합 소재를 만들고 이를 기반으로 내방사선 압력-온도 복합 센서를 개발했다고 2일 밝혔다.

원자력발전소에서는 라듐·우라늄·토륨·폴로늄 등 원소들을 이용해 전력을 생산한다. 이때 원소들을 다루는 과정에서 방사선이 나온다. 방사선은 투과력이 매우 높아 전자장치의 고장을 야기하거나 오작동을 일으키고 인체에 노출되면 생체 조직에 해를 끼치는 피폭이 일어나게 된다.

기존 원전 장비는 주로 반도체 소재로 센서를 만든 뒤 방사선이 뚫지 못하는 납으로 차폐해 보호한다. 관련 시설에 출입하는 인원이 입는 보호복도 대부분 납으로 만들어진다. 이로 인해 설비 무게와 부피가 커지고 보호복 역시 너무 무겁다는 단점이 있었다.

ETRI는 높은 에너지를 지닌 방사선에 노출돼도 물리적·화학적으로 변화가 없으면서도 압력과 온도를 모두 측정할 수 있는 복합 센서를 개발했다. 이 센서는 유연한 필름 형태다. 무게가 가볍고 넓은 면적과 다양한 형태로 제작할 수 있다. 의복 형태로 만들어 원전이나 병원의 방사선 노출 구역 등에서 사용하는 무거운 납 보호복을 대체할 수 있을 것으로 기대된다. 물체를 감지하는 센서로도 활용할 수 있다. 의수는 물론 사람이 들어가지 못할 정도로 방사선 노출이 심한 극한 환경에 투입돼 작업을 수행하는 로봇 등에 적용할 수 있다.

이 소재는 방사선 차단뿐 아니라 고주파수 전자기파 차폐 효과도 뛰어나 5세대(5G) 통신용 전자장치나 자율주행차의 레이더 시스템, 항공우주산업 분야 등에서도 쓰임새가 클 것으로 보인다. 가전제품이나 의료 및 국방 등 산업용 전자 기기, 극한 환경에 사용되는 전자 부품이나 센서, 스마트 전자 기기에도 활용도가 클 것으로 예측된다.

최춘기 ETRI 박사는 “이 기술의 뛰어난 차폐 성능을 활용해 방사선이나 전자파 노출이 많은 환경에서 안전하면서도 편리한 작업이나 전자장치 작동을 쉽게 하는 데 큰 도움이 될 것”이라며 2년 내 상용화 전망을 밝혔다.

/고광본 선임기자 kbgo@sedaily.com