플라즈마 계산 정확도 좌우할 '기준 데이터' 나왔다…국제 표지논문 선정[과학을읽다]

핵융합·반도체·우주항공 활용 플라즈마 해석 신뢰도 향상 기대
흩어진 산소 충돌 데이터 종합 평가…국제 기준 수준 자료 제시

플라즈마 시뮬레이션의 신뢰도를 좌우하는 핵심 기준 데이터가 국내 연구진에 의해 마련됐다. 핵융합과 반도체, 우주항공 등 첨단 산업 전반의 플라즈마 계산 정확도를 높일 기반이 될 전망이다.

한국핵융합에너지연구원(핵융합연)은 플라즈마데이터그룹 송미영 박사가 국내외 연구진과 함께 산소 분자 및 산소 원자와 전자의 충돌 반응 데이터를 종합 평가한 기준 자료를 구축했다고 21일 밝혔다.

물리화학 레퍼런스 데이터 저널(Journal of Physical and Chemical Reference Data)’의 표지논문. 핵융합연 제공

이번 연구 결과는 국제 학술지 '물리·화학 레퍼런스 데이터 저널(Journal of Physical and Chemical Reference Data)' 2026년 3월호 표지논문으로 선정됐다.

연구에는 조혁 충남대학교 교수와 그제고시 P. 카르바시 폴란드 니콜라우스 코페르니쿠스대학교 박사, 비아체슬라프 코코울린 미국 센트럴플로리다대학교 박사, 조너선 테니슨 영국 유니버시티칼리지런던(UCL) 교수, 클라우스 바르차트 미국 드레이크대학교 박사 등이 참여했다.

플라즈마 내부에서는 전자와 원자·분자가 끊임없이 충돌하며 다양한 반응이 발생한다. 이 과정에서 특정 반응이 일어날 가능성을 수치화한 값이 '충돌 산란 단면적(cross section)' 데이터다. 플라즈마 상태를 계산·예측하는 시뮬레이션의 핵심 기초자료로 활용되며, 데이터 정확도에 따라 해석 결과의 신뢰성도 크게 달라진다.

"믿고 쓰는 기준 데이터" 첫 체계화

그동안 산소 관련 전자 충돌 데이터는 여러 연구에 분산돼 있어 연구자들이 데이터를 비교·선별해 활용하는 데 어려움이 있었다.

연구팀은 기존 연구 결과를 종합적으로 검토·평가해 산소 플라즈마 연구에 활용할 수 있는 신뢰도 높은 기준 데이터를 정리했다. 연구마다 달랐던 데이터 활용 기준을 체계화해 보다 정밀한 플라즈마 계산과 예측이 가능해질 것으로 기대된다.

송미영 핵융합연 플라즈마데이터그룹 박사. 핵융합연 제공

이번 연구는 핵융합연 플라즈마기술연구소가 국제 데이터 전문가들과 함께 추진해온 플라즈마 데이터 평가 연구의 연장선이다.

연구팀은 2012년부터 주요 기체의 전자 충돌 데이터를 평가해 왔으며, 이번 논문을 포함해 총 8편의 관련 논문을 발표했다. 이 가운데 2편은 표지논문, 3편은 에디터스 픽(Editor's Pick)으로 선정됐다.

오영국 한국핵융합에너지연구원 원장은 "플라즈마 원천기술과 응용기술 발전을 위해서는 실험과 이론, 시뮬레이션을 연결하는 신뢰도 높은 기초 데이터가 필수적"이라며 "앞으로도 국제 연구 협력을 바탕으로 플라즈마 데이터 기반을 확대하고 다양한 연구 분야에서 활용될 수 있도록 하겠다"고 말했다.

김종화 기자 justin@asiae.co.kr