한국원자력연구원 원자력재료개발부 김재우 박사

[아시아경제 김수진 기자] 국내 연구진이 그간 전적으로 수입해 오던 방사선 차폐재 국내 생산의 길을 열었다.

한국원자력연구원(원장 정연호)는 5일 원자력재료개발부 김재우 박사팀이 기존 방사선 차폐재보다 성능이 우수한 나노 융합 방사선 차폐 신소재 제조기술을 개발했다고 밝혔다.

이 기술은 산화붕소와 같은 방사선 차폐 물질을 나노 입자로 만들면서 동시에 표면을 코팅처리해 고밀도 폴리에틸렌 등 고분자 수지에 균일 분산시키는 것이 핵심이다. 김 박사팀은 방사선 차폐 물질을 1마이크로미터보다 작은 나노 입자로 만들고, 동시에 표면을 고분자 수지나 친화력이 높은 물질로 코팅해 나노 입자와 수지 사이의 결합도를 높였다. 이에 따라 방사선 차폐 성능이 기존 제품 대비 최대 20% 이상 향상됐다는 설명이다.

지금까지 수입 방사선 차폐는 마이크로미터 단위의 차폐 입자를 고분자 수지에 분산해서 제조하는 기법을 사용했다. 단점은 입자와 수지가 덜 밀착돼 방사선이 일부 누설된다는 것이었다. 그러나 김 박사팀이 개발한 기술은 차폐 능력이 향상돼 차폐재를 더 가볍게 만들 수도 있다는 설명이다. 김 박사는 "차폐재의 차폐 능력은 차폐 입자가 원자핵과 충돌하게 되는 거리에 따라 달라진다"며 "방사선 나노 차폐 입자를 수지에 균일하게 분산시켜 입자간 평균 충돌 거리가 짧고 균일하게 줄어들었고, 이 덕분에 차폐 능력이 올라갔다"고 말했다.

일반적으로 나노 입자는 서로 뭉치는 현상이 있어 고분자 수지 내에 균일하게 분산시키기 어려운 것으로 알려져 있다. 그러나 이번 기술은 단순하면서도 효율적으로 문제를 해결했다는 평가다.

감 박사는 "외국은 미국, 캐나다 등 원자력 선진국 중심으로 수십년 전부터 방사선 차폐재가 상용화됐지만 우리 나라는 전량 수입에 의존해왔다"며 "이번 기술은 사용후핵연료 관리와 같은 원자력 시설 뿐 아니라 방사선 차폐 에이프런, 고글 등 의료 및 산업 분야 개인 차폐 소재를 만드는 데도 활용 가능하다"고 밝혔다.

김 박사팀이 개발한 기술은 동원엔텍에 이전돼 상용화 예정이며 향후 해외 수출도 기대되고 있다.

김수진 기자 sjkim@
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