세계최고 수준 성능 중성자 연구시설 본격 가동

[산업일보]


1년여의 시운전 끝에 세계 최고 수준의 성능을 인정받은 마이크론 구조 분석 분야에서 첨단 분석이 가능한 중성자 연구시설이 본격 가동된다.

한국과학기술연구원(KIST, 원장 문길주)은 최근 정부 관계자 및 국내외 학계 전문가 등 50여명이 참석한 가운데 대전광역시 유성구에 소재한 한국원자력연구원 냉중성자시험동에서 중성자극소각산란측정장치(KIST-USANS, Ultra Small Angle Neutron Scattering Instrument)의 준공식을 가지고 본격 가동에 들어갔다고 밝혔다.

이번에 개발, 준공된 KIST-USANS는 나노크기 이상의 구조를 갖고 있는 액체 및 고체 재료를 정량, 정성적으로 측정할 수 있는 최첨단 장치이다. 중성자 산란장치는 연구용 원자로에서 생산된 중성자빔을 이용하여 물질의 구조를 분석하는 장치로 다른 분석장치로는 분석할 수 없는 재료 내부의 물질 구조 및 동역학 정보들을 얻을 수 있는데, 일반적인 SANS 장치들이 나노 구조를 측정하는데 적합한데 반해, KIST-USANS는 마이크론(=1000나노), 서브마이크론(=100나노) 크기의 나노 크기 이상의 물질 구조를 측정하도록 설계되었다.

나노 입자는 여러가지 이유로 입자를 하나씩 분산시키기가 어렵다. 하지만 나노 입자가 뭉치게 되면 쉽게 서브마이크론 크기의 구조를 형성하게 되고, 또 서브마이크론 입자가 뭉치게 되면 마이크론 크기로 커지게 된다. 즉 나노의 세계는 서브마이크론과 마이크론의 세계와 긴밀하게 연결되어 있으며, 나노 수준에서 입자를 분리시켜 분석이 어려운 경우 마이크론 크기 수준에서 분석을 수행할 수 있다.

KIST-USANS는 나노 수준의 입자로 존재하지 못하는 물질들에 대한 마이크론 및 서브마이크론 수준에서의 측정을 가능케 하여 물질 구조 분석의 범위를 획기적으로 확장시킨 것으로 평가된다. 앞으로 기존의 SANS 장비들과 함께 활용되면 물질 구조 분석의 새로운 분야를 개척해 나갈 수 있을 것으로 기대되며 특히 고분자 재료 개발 등 산업계에 폭넓게 활용되어 부가가치 창출에 기여할 것으로 예상된다.

문길주 원장은 “KIST-USANS는 1년여의 시운전 기간을 통해 장치의 분해 능력이 이론치에 근접하는 세계 최고 성능임을 입증받았다” 며 “앞으로 국내외 과학자들이 효율적으로 활용할 수 있도록 장비 관리와 운영에 만전을 기하겠다” 라고 말했다.

KIST-USANS 개발에는 한국연구재단의 원자력연구기반확충사업 연구비 29억원과 KIST 자체 연구사업자금 10억원, 총 39억원의 재원이 투입되었다.