국내에서는 중성자를 만들 수 있는 연구용 원자로 하나로를 이용한 중성자 영상검사 기술을 개발해 자동차, 항공기 및 군수부품, 연료전지 등의 분야에서 활용해 왔지만, 원자로를 운전하는 기간에만 검사가 가능해 산업계에서 중성자 영상검사를 활용하는데 제약이 컸다.
반면 해외에서는 연구용 원자로뿐만 아니라 소형 가속기를 활용한 중성자 비파괴 검사를 개발해 활용하고 있다.
정봉기 박사 연구팀은 연구원의 첨단방사선연구소(정읍)에서 운영 중인 가속기,
30
MeV
사이클로트론을 활용해 중성자 영상검사 장치를 개발했다.
먼저 사이클로트론에서 발생한 양성자를 베릴륨(
Be
) 표적에 조사해 중성자를 발생시키는 장치를 개발했다. 사이클로트론의 부분 출력만으로 초당 1조 개의 중성자가 발생하고, 최대 출력 시 초당
50
조 개까지 발생한다.
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사이클로트론 기반 중성자 영상검사 장치로 찍은 영상과 엑스선 영상 비교. 엑스선 영상에서는 불량탄환 구분이 되지 않지만 중성자 영상에서는 확인이 가능하다.실제 사진(왼쪽부터), 엑스선 영상, 중성자 영상[한국원자력연구원 제공]
이렇게 만든 중성자가 물체를 통과해 검출기에 반응하면서 발생한 빛으로 이미지 영상을 만드는 장치를 개발해 사이클로트론 기반 중성자 영상검사 장치를 완성했다.
향후 연구원은 개발된 장치를 자동차, 우주, 방위산업 분야 산업체가 비파괴 검사에 적극 활용할 수 있도록 개방할 예정이다. 장기적으로는 산업 현장에 직접 장치를 설치하고 활용할 수 있도록 지원할 계획이다.
이동원 핵물리응용연구부장은 “가속기 기반 중성자 영상검사 기술을 확보해 산업 및 국방 분야에서 적극 활용될 것으로 기대된다”며 “향후 대용량 고속 중성자 발생장치 개발도 추진해 산업계의 요구에 대응할 수 있도록 노력하겠다”고 밝혔다.
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![사이클로트론 기반 중성자 영상검사 장치를 개발한 한국원자력연구원 연구진.[한국원자력연구원 제공]](https://imgnews.pstatic.net/image/016/2024/04/23/20240423050251_0_20240423103606128.jpg?type=w430)
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