원자력(硏), ‘중성자 및 방사광 X-선 이용 금속/나노재료 분석 국제 심포지움’ 개최
대한금속학회 춘계 학술대회(4월 24 ~ 25일)와 병행하여 개최되는 이번 심포지움에서는 친환경 경량소재 개발, 나노소재 개발 및 수소 연료전지 및 리튬 2차 전지 등 차세대 에너지 관련 연구 분야에 대한 16 편의 연구논문이 발표될 예정이다. 아울러 중성자 및 방사광을 이용한 금속/나노재료 분야의 저명 인사인 미국 테네시대학교 주한 박사, 일본 이바라키대학교에서 중성자를 이용한 철강재료 연구 분야를 선도하고 있는 Tomota Yo 교수의 초청강연도 포함돼있다.
이번 심포지움에서 발표될 논문들은 하나로의 중성자 산란장치들을 이용한 친환경 경량, 나노소재 및 에너지 재료에 대한 연구결과와 함께, 해외의 중성자 산란장치들을 이용한 연구결과를 실고 있어 국내외 중성자 이용/분석 기술 비교 및 연구 동향을 파악할 수 있는 좋은 기회가 될 것으로 보인다. 또한 중성자뿐만 아니라 중성자와 특성이 다른 방사광, X-선을 이용한 국내외 연구결과를 함께 발표함으로써, 산학연 이용자들의 연구 영역을 확대하고 정보를 교류할 수 있을 것으로 기대된다.
이번 심포지엄은 또한 대한금속재료학회 춘계학술대회와 함께 개최됨에 따라 국가 거대연구시설인 하나로를 이용한 중성자 과학연구의 저변 확대 및 국가과학기술 국제 경쟁력 강화에 기여할 것으로 기대된다.
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 한국원자력연구원이 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 300~400명 선으로 2007년의 경우 이용자 수 356명, 시료 수 1,104, 측정 수 2,580회를 기록했다. 이용기관은 대학, 연구소, 산업체 등으로 다양하며 이용 분야도 자성체 구조, 결정 구조, 2차전지, 연료전지재료, 세라믹(유전체), 철강재료, 초전도체 물질, 나노재료, 폴리머, 무기재료, 박막, 바이오 재료 등 매우 다양하다. <끝>
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한국원자력연구원 중성자과학연구부 이기홍 부장(책임연구원) 042-868-4601