원자력(硏) 고성능 방사선 센서 개발
감마선 방사선량 계측기
이번에 개발된 방사선 센서는「감마선 측정용 이온함」및「X선·감마선 측정용 카드뮴아연텔루라이드(CdZnTe) 반도체」, 그리고「알파선·중성자 측정용 탄화규소(SiC) 반도체」세 가지 종류이다. 우선,「감마선 측정용 이온함」은 국내 원전 등에서 사용되고 있는 수입 방사선량 계측기에 비해 성능을 2배 이상 향상시켰다. 또한 (주)유엘에스와의 공동 개발을 통해 ‘방사선량 계측기’를 상용화하는데 성공하고, 가격도 수입품의 절반 수준으로 낮춰 제품의 경쟁력을 높였다.
우주 산업, 첨단 의료 산업, 차세대 원자로 개발 등 미래 산업 분야에서 각광받고 있는 ‘CdZnTe’와 ‘SiC’ 방사선 센서는 미국을 비롯한 유럽 등 선진국에서 개발된 것에 비해 성능이 뛰어나다는 평가를 받고 있다. 원자력연구소 관계자는 “이번에 개발한 CdZnTe, SiC 방사선 센서가 우주 망원경을 비롯한 방사선 안전, 원자로용 방사선 센서 등 미래 첨단산업 분야에서 고부가가치를 창출할 것으로 기대 한다”고 말했다.
그 동안 국내에선 방사선 계측기의 90%이상을 수입에 의존해 왔다. 방사선에 의해 발생되는 신호를 정확하게 감지할 수 있는 방사선 센서 제작에 관한 국내 원천 기술이 턱없이 부족했기 때문이다. 따라서 이번에 개발된 방사선 센서 기술은 향후 국내 수요가 점차 증가할 것으로 예상되는 방사선 계측 장비의 국산화에 크게 이바지할 것으로 전망된다.
현재 방사선 기술은 보안검색장치, X-ray 진단, PET(양전자 방출 단층촬영), CT(컴퓨터 단층 촬영), 암치료, 농산물 품종 개량, 비파괴 검사, 두께 측정 등 국내의 다양한 분야에 걸쳐 활용되고 있다. 방사선 센서를 이용한 국내 산업 규모는 연간 80억 원에 이르며 매년 10%이상의 증가세를 나타내고 있다. 이런 상황에서 사람이 직접 감지할 수 없는 방사선 관련 설비가 있는 장소에는 방사선 작업 종사자들의 안전을 위해 반드시 방사선 센서를 구비토록 하고 있다.
이에 원자력연구소는 원전을 비롯한 방사선시설 내 방사선 작업자들의 안전을 위해 개발한 ‘이온함’ 방사선 센서를 대덕 연구개발특구와 연계한 연구소 기업으로 추진하는 등 국내시장 진입을 적극 모색하고 있다. 또한 내수 시장에서의 상품성이 입증되면, 해외 수출도 추진할 방침이다.
한편, 미국을 비롯한 유럽 등 선진국에서는 그 동안 CdZnTe, SiC 방사선 센서를 독점적으로 연구 개발하여 산업화 초기 단계에 이르렀다. 이와 관련한 세계 시장 규모는 연간 1,000억 원에 달하며, 매년 30%이상의 가파른 성장을 통해 미래 첨단 산업분야로 자리매김하고 있다.
1. 이온함
: 가스 밀봉 장치를 이용하여 입사 방사선을 측정하는 방사선 센서. 밀봉 용기 내에 방사선이 들어오면 전하를 만들고 이를 수집하여 들어온 방사선량을 결정하는 정밀 측정용 방사선 센서.
2. 카드뮴아연텔루라이드(CdZnTe)
: Cd, Zn, Te 원소로 구성된 반도체. 실리콘이나 게르마늄 등 기존의 반도체 방사선 센서에 비하여 검출 효율이 높고 상온에서도 분해능이 뛰어나다는 장점을 가지고 있음.
3. 실리콘탄소(SiC)
: Si, C 원소로 구성된 반도체. 고온 환경에서 방사선을 안정적으로 측정할 수 있다는 장점을 가지고 있으므로 차세대 원자로용 방사선 센서로 이용이 기대되고 있음.
4. 방사선 감시장치
: 방사선이 사용되거나, 방사선 발생이 예상되는 시설의 내부에 설치하여 작업자를 보호하고 방사선의 외부 누출을 감시, 통제하는 장치. 원자력 시설의 공간 중에 존재하는 알파선, 베타선, 감마선, 중성자선의 양을 측정하고, 기체, 액체, 고체 등 형태의 모든 외부 배출물의 방사선량을 감시하여 방사선에 대한 안전성 유지 상태를 상시 점검할 수 있는 필수 안전 설비이다.
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