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방사능 견디는 복합소재 센서 국내서 개발

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방사능 견디는 복합소재 센서 국내서 개발

2021.06.02 14:51
ETRI
한국전자통신연구원은 2차원 탄소 물질인 그래핀과 티타늄과 탄소 원자로 이뤄진 2차원 물질 맥신에 잘 늘어나는 고분자 수지를 조합한 복합소재를 만들고 이를 이용해 방사선에 잘 견디는 센서를 개발했다. ETRI 제공
한국전자통신연구원은 2차원 탄소 물질인 그래핀과 티타늄과 탄소 원자로 이뤄진 2차원 물질 맥신에 잘 늘어나는 고분자 수지를 조합한 복합소재를 만들고 이를 이용해 방사선에 잘 견디는 센서를 개발했다. ETRI 제공

방사능에 잘 견디는 유연한 복합소재 센서가 개발됐다. 원전 내부에서 압력과 온도를 측정하는 내방사선 센서로 활용될 전망이다.

 

한국전자통신연구원(ETRI)은 2차원 탄소 물질인 그래핀과 티타늄과 탄소 원자로 이뤄진 2차원 물질 맥신에 잘 늘어나는 고분자 수지를 조합한 복합소재를 만들고 이를 이용해 방사선에 잘 견디는 센서를 개발했다고 2일 밝혔다.

 

원전에서는 라듐, 우라늄, 토륨, 폴로늄 등 방사선이 나오는 원소를 이용해 전력을 생산한다. 방사선은 투과력이 높아 전자장치 고장을 일으킬 수 있다. 인체에 노출되면 생체조직에 해를 끼치는 피폭이 일어난다. 때문에 원전 장비는 반도체 소재로 센서를 만든 뒤 방사선이 뚫지 못하는 납으로 차폐해 보호한다. 관련 시설에 출입하는 이들이 입는 보호복도 대부분 납으로 만들어진다. 설비가 무거워지고 부피가 커진다는 단점이 있었다.

 

연구팀은 방사선에 노출되도 물리적, 화학적 변화가 없으면서도 압력과 온도를 측정할 수 있는 센서를 개발했다. 연구팀이 개발한 소재는 방사선을 흡수하고 다시 방출하지 않는 특성을 지녔다. 잘 휘어지는 필름 형태로 무게가 가벼우면서도 다양한 형태로 제작할 수 있다. 연구팀은 “의복 형태로 만들어 납 보호복을 대체할 수 있다”고 설명했다. 무게에 따라 드는 힘의 차이나 움켜쥐는 압력 차이, 액체의 온도 차이를 감지할 수 있어 센서로도 활용할 수 있다.

 

연구팀은 소재를 24시간동안 방사성 물질인 코발트-60으로부터 나온 감마선 20킬로그레이(kGy, 방사선 에너지가 매질에 흡수된 정도를 나타내는 단위)를 쪼여도 소재에 변화나 이상이 없음을 확인했다. 이는 사람이 맞으면 치명적인 수준의 방사능 강도다.

 

이 소재는 방사선 차단뿐 아니라 고주파수 전자기파 차폐 효과도 뛰어나다는 설명이다. 연구팀은 “5세대(5G) 이동통신용 전자장치나 자율주행차 레이더 시스템, 우주산업 분야에서도 쓰일 수 있다”고 밝혔다.

 

최춘기 ETRI 나노전자원소자연구실 책임연구원은 “이번 기술의 뛰어난 차폐 성능을 활용해 방사선이나 전자파 노출이 많은 환경에서 안전하면서도 편리한 작업이나 전자장치 작동을 쉽게 하는 데 큰 도움이 되길 바란다”고 말했다.

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