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원자력硏 임창환 박사, 日서 레이저 80톤 들여와

최종수정 2008.07.17 18:06 기사입력 2008.07.17 17:58

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30억엔가치 레이저 무상으로받아
레이저단조, 나노튜브,광학 등 다양한 분야 응용

고에너지레이저시설 들여온 원자력연구원 임창환 박사
태양 중심부의 4배 가까운 고에너지밀도 플라즈마 실험을 수행할 수 있는 레이저 시설이 국내에 구축됐다.

한국원자력연구원에 구축된 고에너지레이저시설(KAERI Laser Facility KLF)이 바로 그것으로, 우리나라는 미국과 일본, 영국, 프랑스, 중국에 이어 국제적으로 여섯번째 고에너지 레이저 시설 보유국이 됐다.

이 시설을 통해 우리나라에서는 레이저 플라즈마에서 발생하는 중성자, 고에너지 전자, 이온 등 새로운 양자빔 발생 뿐 아니라 X-선 영상, 우주 추진체, 레이저 핵융합 등 첨단 연구를 수행할 수 있게 됐다.

이를 가능하게 한 것은 한국원자력연구원 임창환 박사(46 책임연구원)다.

이 시설은 일본 오사카대학 산하 레이저에너지학연구소가 보유하고 있던 3개 시설 중 하나로 임창환 박사가 박사 학위중이던 시절부터 지도교수였던 이자와(65 전 레이저에너지학연구소 소장) 교수를 설득해 원자력연구원에서 2004년 5월 무상 증여받게 됐다.

이 레이저시설은 구축비용만도 30억엔에 달하는 것으로, 영국과 독일 등의 국가들도 미국과의 정치적 ‘거래’를 통해 부품과 자재를 증여받아 구축하고 있는 시설이다.

대부분 국가간의 정치-경제적인 조율에 과학자들 간의 학술적 교류에 의해서만 타국으로 반출될 수 있는 이 시설을 국내에 들여오기 위해 임창환 박사가 일본과 한국을 오가며 들인 시간만도 3년여.

오사카 대학 재학시절부터 2년여에 걸친 설득 끝에 지도교수였던 이자와 교수가 레이저총합연구소 소장을 맡으면서 시설증여에 대한 허락을 얻었지만, 일본정부로부터 반출 허가를 받기까지 6개월여동안 ‘군사용도로 사용하지 않겠다’, ‘일본연구진들이 연중 1개월여는 사용할 수 있도록 한다’는 등의 계약서에 서명하고서야 레이저 부품들을 배에 실을 수 있었다.

부품 무게만도 80톤에 달하는 이 레이저 시설들을 국내로 들여 오는데만 든 비용만도 2억여원에 기간도 6개월이 걸렸다.

이 레이저 시설을 통해 연구할 수 있는 분야는 무궁무진하다.
현재, 국내 기업들에게도 고에너지레이저기술을 통해 첨단기술을 전수해 줄 계획도 빡빡하게 잡혀있다.

두산중공업에서는 레이저단조분야에 접목시키는 연구를 의뢰했고, 삼성에서는 이 고에너지 레이저기술을 통해 전자 및 화장품등 다양한 분야 적용할 수 있는 나노튜브 생성하는데 관심을 기울이고 있다.

전자빔을 이용해 나노튜브를 생성하는 것보다 카본에 고에너지레이저를 쏘아 나노튜브를 만들어내는 경우 훨씬 양질의 나노튜브를 얻을 수 있기 때문이다.

이밖에도 국내 굴지의 광학회사들도 유리, 렌즈 제조에 있어서 이 시설을 통한 정확한 품질평가와 기준을 만들 수 있을것으로 타진하고 있어 한 과학자의 관심과 노력으로 국내 레이저기술 연구분야는 한단계 도약할 수 있게 됐다.

임창환 박사는 “오는 11월이면 연구를 통해 108~109 정도의 중성자를 얻어낸다는 목표로 연구를 진행하고 있다”며 “중성자는 미래형 자동차인 하이브리드카의 엔진, 배터리를 만드는데 중요한 역할을 하는 요소로 레이저 연구분야는 기초과학기술에 가깝지만 이를 통한 무궁무진한 원천기술을 개발할 수 있다”고 말했다.

- 고에너지밀도 플라즈마 (high energy density plasma)
: 상온에서 물질의 에너지 밀도에 해당하는 에너지(1011 J/㎤)를 외부에서 가한 상태로, 이에 대응되는 물리 변수들로는 압력 1 Mbar, 레이저 세기 3×1015 W/cm2, 흑체복사온도 400 eV, 자기장 세기 500 T 등이 있다. 2004년 미국 국가연구위원회(NRC; National Research Council)가 선정한 3대 과학 분야 중 하나다.

- 레이저 단조(鍛造, laser peening)
:금속 표면에 망치나 금속 구슬 등으로 충격을 가하는 대신 수중에서 레이저 충격파(1 Gbar)를 이용하여 금속표면의 기계적 성질을 개선하는 방법. 항공기 터빈, 원자력발전소 등의 수명 연장에 활용되고 있다.


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