중성자 및 방사광 X-선 이용 금속·나노 재료 분석 국제 심포지엄 개최
금속 및 나노구조 재료에 대한 중성자 및 방사광 X-선 분석 연구결과를 발표하는 이번 심포지엄은 첫날(26일)은 합금 관련 연구 분야, 둘째 날(27일)은 나노 재료 관련 연구분야로 나눠 이틀 간 15편의 연구논문이 발표될 예정이다. 또 중성자 및 방사광을 이용한 잔류응력 연구 분야의 국제적 저명 인사인 미국 로스알라모스 국립연구소의 Bjornon Clausen 박사, 일본 이바라키 대학교에서 중성자를 이용한 철강재료 연구 분야를 선도하고 있는 Yo Tomota 교수, 독일 GKSS 연구소 이상봉 박사 등 전문가들의 초청강연도 예정돼 있다.
이번 심포지엄의 연구 논문들은 하나로의 중성자 산란장치들을 이용한 금속 및 나노 재료 연구결과와 더불어 해외의 중성자 산란장치들을 이용한 연구결과를 싣고 있어 국내외 중성자 이용/분석 기술 비교 및 연구 동향을 파악할 수 있는 좋은 기회가 될 것으로 기대된다. 또한 중성자 뿐만 아니라 중성자와 특성이 다른 방사광 X-선을 이용한 국내외 연구를 함께 발표함으로써, 서로 연구 영역을 확대하고 정보를 교류할 수 있을 것으로 기대된다.
이번 심포지엄은 대한금속재료학회 추계학술대회(1,000여명 참석 예상)와 함께 개최됨에 따라 현재 하나로 중성자빔 이용자들 외에 신규 이용자 확보 및 연구 성격 다변화에도 기여할 것으로 전망된다.
중성자 산란장치 소개 및 이용현황
1. 중성자 산란장치
: 중성자가 재료내의 원자핵과 반응하여 나타내는 산란 및 회절 특성을 이용하여 재료의 결정구조, 결함, 미세구조 등을 분석하는 장치. 중성자는 X-선, 감마선 등 다른 방사선에 비해 투과력이 높아 재료를 파괴하지 않고 내부 분석이 가능하다.
국내의 중성자 생산 시설은 한국원자력연구소가 보유한 연구용 원자로 ‘하나로’가 유일하다. 하나로는 다양한 파장(0.1~ 0.6 nm)의 중성자를 이용하는 6기의 중성자 산란장치(중성자 소각산란장치(SANS), 고분해능 중성자 분말회절장치(HRPD), 중성자 4축 회절장치(FCD), 중성자 반사율 측정장치(REF), 잔류응력 측정장치(RSI), 중성자 투과 비파괴 검사장치(NRF))를 운영하고 있다. 각 중성자 산란장치들은 재료의 특성 및 분석 대상에 따라 다르게 이용되고 있다.
2. 방사광 X-선
: 방사광 가속기에서 발생되는 X-선. 방사광가속기란 빛을 발생하는 입자를 가속하는 장치로, 국내에는 포항가속기연구소에 있다.
X-선은 중성자와 산란 및 회절 원리는 물리적으로 동일하지만 적용 분야에는 차이가 있다. 중성자가 원자핵과 반응하는 것과 달리 X-선은 원자내 전자와 반응하므로 원자번호가 커질수록 산란강도가 커지는 특성이 있다. 따라서 인접한 원자번호의 원소들은 분간이 어렵고 시료 투과깊이가 수 마이크로미터로 낮아 측정 부분에 대한 시료 가공이 필요하지만, 장치의 설치 및 이용이 간편하여 널리 이용되고 있다.
3. 하나로 중성자 산란장치 이용현황
: 하나로의 중성자 산란장치 이용자는 연간 약 250~300명 선으로 2006년의 경우 이용자 수 272명, 시료 수 76, 측정 수 1만7,184회를 기록했다(1월 1일~7월 21일 기준). 이용기관은 대학, 연구소, 산업체 등으로 다양하며 이용 분야도 자성체 구조, 결정 구조, 2차전지, 금속재료, 세라믹(유전체), 철강재료, 초전도체물질, 나노재료, 폴리머, 무기재료, 박막 등 매우 다양하다.
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