ETRI, 24시간 방사능 노출에도 멀쩡한 센서 개발

강한 방사선 노출상황서 온도, 압력 측정 가능

원전 등 극한 환경 적용·무거운 납 보호복 대체 기대

[대전=뉴시스] ETRI가 제조한 센서소재 방사선 테스크 모식도. 아래는 감마선 조사 전후 센서 소재 저항 변화 측정 결과. *재판매 및 DB 금지

[대전=뉴시스] 김양수 기자 = 국내 연구진이 방사능에 견디는 플렉서블 복합소재 기반 센서를 개발해 원전 내부에서 압력과 온도를 측정할 수 있는 내방사선 센서나 첨단 보호복 제작에 큰 효과가 기대된다.

한국전자통신연구원(ETRI)은 그래핀(Graphene), 맥신(MXene), 고분자수지(Ecoflex)를 조합한 복합소재를 활용해 '내방사선 압력-온도 복합센서'를 개발했다고 2일 밝혔다.

맥신은 티타늄과 탄소 원자 등으로 이뤄진 얇은 판 모양의 2차원 물질로 두께가 1㎚ 이하로 매우 얇고 전기전도성이 뛰어나다. 고분자 수지는 유연하고 잘 늘어나는 성질이 좋다.

원자력발전소에서 우라늄 등을 이용해 전력을 생산할 때 나오는 방사선은 전자장치의 고장을 야기하거나 인체 노출시 큰 해를 끼친다.

기존 원전 장비는 주로 반도체 소재로 센서를 만든 뒤 방사선이 뚫지 못하는 납으로 차폐해 보호한다. 시설 출입 인원이 입는 보호복도 대부분 납으로 만들어져 무게와 부피가 크고 무겁다는 단점이 있다.

이번에 ETRI는 높은 에너지를 지닌 방사선에 노출돼도 물리·화학적으로 변화가 없으면서 압력과 온도를 측정할 수 있는 복합센서를 개발했다.
 
연구진은 개발한 센서를 정읍에 위치한 원자력연구원 첨단방사선연구소에서 성능을 확인, 우수성도 입증했다.

성능 실험에서 연구진은 인체에 치명적인 수준인 24시간 동안 코발트-60으로부터 감마선 20kGy를 조사해 소재에 변화나 이상이 없음을 확인했다.

개발된 센서는 유연한 필름 형태로 무게가 가볍고 넓은 면적과 다양한 형태로 제작할 수 있다.

이로 의복 형태로 만들어 원전이나 병원의 방사선 노출 구역 등에서 사용하는 무거운 납 보호복을 대체할 수 있을 것으로 기대된다.

또 물체를 감지하는 센서로도 활용할 수 있어 사람이 들어가지 못할 수준의 방사선 노출이 심한 극한 환경에 투입, 작업을 수행하는 로봇 등에 적용할 수 있다.

특히 방사선 차단뿐 아니라 고주파수 전자기파 차폐 효과도 뛰어나 5G 통신용 전자장치나 자율주행자동차의 레이더 시스템, 항공우주산업 분야 등에도 활용할 수 있다.

ETRI 나노전자원소자연구실 최춘기 박사는 "이 기술의 뛰어난 차폐 성능을 활용해 방사선이나 전자파 노출이 많은 환경에서 안전하면서도 편리한 작업이나 전자장치 작동을 쉽게 하는 데 큰 도움이 되기를 바란다"고 말했다.


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