금속 칵테일처럼 혼합해 ‘핵융합 대면재’로 사용한다

  • 경제/과학
  • 대덕특구

금속 칵테일처럼 혼합해 ‘핵융합 대면재’로 사용한다

  • 승인 2017-05-24 10:50
  • 신문게재 2017-05-25 6면
  • 최소망 기자최소망 기자


류호진 KAIST 교수, 핵융합 플라즈마 대면재 가능한 신소재 개발

KAIST(한국과학기술원)는 원자력및양자공학과 류호진 교수 연구팀이 칵테일처럼 다양한 원소를 혼합하는 방식으로 ‘핵융합 플라즈마 대면재’로 적용할 수 있는 신소재 합금을 개발했다고 24일 밝혔다.

이번 연구로 극한 환경에서 사용되는 금속의 범위가 넓어질 것으로 전망된다.

미래 에너지원으로 꼽히는 핵융합 발전을 실현하려면 고온의 플라즈마를 가두는 토카막(tokamak) 용기의 내구성이 중요하다.

도넛 모양의 토카막은 강한 자기장을 통해 1억℃가 넘는 플라즈마를 안정적으로 유지하는 역할을 한다.

플라즈마 고온에 따른 열부하, 플라즈마 이온, 중성자 등 때문에 토카막 용기는 손상이 발생한다.

토카막 용기를 보호하기 위한 대면재로는 보통 텅스텐이 사용되고 있으나, 이보다 더 고성능의 신소재 개발이 요구됐다.

연구팀은 기존 텅스텐에 소량의 금속을 첨가해 물성을 개량하는 방법들이 아닌 다량의 금속을 동시에 혼합하는 기술을 활용했다.

칵테일처럼 여러 금속 분말을 혼합해 소결하는 ‘분말야금’ 기술로 텅스텐보다 경도와 강도가 2배 이상 높아진 신소재 합금을 제조하는 데 성공했다.

핵융합에서 다양한 물질을 함께 혼합하는 방식은 방사능을 발산하는 등 문제점이 발생할 수도 있다.

그 예로 몰리브덴ㆍ니오븀 등을 핵융합을 하면서 발생하는 중성자와 반응을 해 방사성이 높은 원소로 탈바꿈하는 방사화 현상이 나타나 방사능을 내기도 한다.

연구팀은 크롬ㆍ티타늄 등을 첨가했다.

이는 경도 향상, 제조 공정의 촉진, 방사화 방지 등 효과를 나타냈다.

연구팀은 고온 기계적 특성과 더불어 열전도도, 플라즈마 상호작용, 중성자 조사취화, 트리튬 흡수 억제, 고온 내산화 특성 등을 최적화하는 합금 조성을 찾고자 연구를 지속할 계획이다.

류 교수는 “핵융합 플라즈마 대면재는 열 충격과 플라즈마 및 중성자로 손상이 심해 이를 견딜만한 금속이 없을 정도로 극한적 환경에 노출된다”며 “이번 연구결과로 핵융합 및 원자력용 고융점 저 방사화 금속을 개발하고자 하는 시도가 전 세계적으로 활발해질 것”이라고 말했다.

이 연구는 오와이스 왓심 박사과정이 1저자로 참여했으며, 지난 16일 온라인 국제 학술지 ‘사이언티픽 리포트(Scientific Report)’에 실렸다. 최소망기자somangchoi@

중도일보(www.joongdo.co.kr), 무단전재 및 수집, 재배포 금지

기자의 다른기사 보기

랭킹뉴스

  1. 충남대-국립공주대 통합안 최종 부결
  2. '1대 5만' 국가기본지질도 완성…지질자원연구원 "광물과 지층에 대한 보물지도"
  3. KH한국건강관리협회, 어르신 체육대회서 건강캠페인 펼쳐
  4. [인터뷰]서영식 충남대 지식융합학부 교수
  5. 4극3특 지역맞춤 R&D 본격 착수…충청권 "연구와 실증·제조 연계 선순환 목표"
  1. 대전 국악 진흥 방안 모색 정책토론회
  2. [독자제보] 공공기관은 지역에 있는데 체육시설은 ‘문턱’… "시민 개방기준 필요해"
  3. 알테오젠, 유성 둔곡 생산라인 통해 의약품생산 자립 추진
  4. [날씨] 충청권 낮 최고 27도… 주말에도 큰 일교차
  5. 여성기업인들의 마음 나눔으로 이어지다

헤드라인 뉴스


4극3특 지역맞춤 R&D 착수…충청권 "연구와 실증·제조 연계 선순환 목표"

4극3특 지역맞춤 R&D 착수…충청권 "연구와 실증·제조 연계 선순환 목표"

"국가R&D의 대전과 실증 및 스마트도시의 세종 그리고 제조역량과 첨단모빌리티의 충남·충북까지 충청권은 큰 가능성을 지니고 있습니다. 그러나 단절되어 있는 구조를 보완해 이를 연계해 선순환 구조를 마련해야 한다." 과학기술정보통신부가 10일 개최한 '4극3특 지역 자율 R&D 사업 출범식'에서 대전·세종·충북·충남의 중부권역사업단장을 맡은 한국과학기술원(KAIST) 김경수 기계공학과 교수는 이렇게 진단했다. 이날 KAIST에서 개최된 지역 자율 R&D(연구개발) 사업 출범식은 지역이 주도적으로 R&D를 기획하고 권역의 혁신주체들이..

대덕구 당정, 지역현안 해결 `한뜻`…국·시비 확보 총력
대덕구 당정, 지역현안 해결 '한뜻'…국·시비 확보 총력

대전 대덕구는 더불어민주당 대덕구지역위원회와 당정협의회를 열고 주요 현안과 지역발전과제를 논의하며 내년도 국·시비 확보를 위한 당정 공조에 뜻을 모았다고 11일 밝혔다. 이날 구청 대회의실에서 열린 협의회에는 김찬술 대덕구청장과 박정현 더불어민주당 대덕구지역위원장, 김기흥·박은희 대전시의원, 이삼남·정창희·서미경·정미선 대덕구의원, 대덕구지역위원회 부문별 위원장 등이 참석했다. 구는 내년도 국·시비 확보가 필요한 주요 현안사업 10건을 보고하고, 사업비가 내년도 예산에 반영될 수 있도록 당 차원의 적극적인 협력을 요청했다. 주요 사..

미래대응기금에 지방재정 `비상`… 교부세 감소 우려 확산
미래대응기금에 지방재정 '비상'… 교부세 감소 우려 확산

이재명 정부가 내년 162조 원 규모의 미래대응기금을 신설하는 과정에서 지방재정에 적신호가 들어왔다. 기금 재원을 마련하기 위해 내국세에서 일정액을 먼저 떼어낸 뒤 지방교부세를 산정하는 방식이 추진되고 있기 때문이다. 지방으로 내려가는 자주 재원이 크게 줄어들 수 있어 충청권 등 전국 시도는 재정 자율성 훼손을 걱정하며 공동 대응에 나설 움직임이다. 10일 중도일보 취재결과, 지난달 정부는 반도체 추가 세수 등에 따른 재원으로 내년 162조 3000억 원 규모의 미래대응기금을 신설하겠다고 밝혔다. 미래대응기금을 통해 청년과 국가 성..

실시간 뉴스

지난 기획시리즈

  • 정치

  • 경제

  • 사회

  • 문화

  • 오피니언

  • 사람들

  • 기획연재

포토뉴스

  • 추석맞이 대청소…‘거리를 깨끗하게’ 추석맞이 대청소…‘거리를 깨끗하게’

  • 쌀쌀해진 날씨에 긴팔 등장 쌀쌀해진 날씨에 긴팔 등장

  • 인플루엔자 국가예방접종 안내문 부착 인플루엔자 국가예방접종 안내문 부착

  • 코레일, 철도 중심 지역관광 활성화 워크숍 개최 코레일, 철도 중심 지역관광 활성화 워크숍 개최