21세기 과학기술의 해결사

코로나19로 일상이 여전히 제한받는 지금, 미국에서는 중성자를 이용해 코로나19 바이러스의 세포막 침투 원리를 규명해 이 과정을 방해하는 치료법을 연구하고 있다. 중성자는 수소를 함유한 유기물 분석에 탁월한 성능을 가져 분자 수준에서의 세포나 바이러스의 구조를 밝히는 데 많이 이용된다. 이와 같은 생물학적 활용뿐 아니라 반도체, 5G를 넘어 6세대 이동통신(6G), 드론, 이차전지 등 미래를 바꿔 나갈 첨단산업에서도 중성자는 꾸준히 영향력을 확대하고 있다.

최근 한국 정부에서는 미래자동차·반도체 연대 협의체를 발족하고 차량용 반도체 부품 생산에 박차를 가하고 있는데, 높은 신뢰성과 안전성이 필요한 차량용 반도체의 성능 평가에도 중성자가 활용된다. 이차전지 연료전지 분야에서는 전지 내 리튬이온과 물의 거동을 실시간으로 관찰할 수 있는 유일한 도구가 바로 중성자다.

과학 선진국들은 중성자의 다양한 쓰임에 맞춰 미국의 SNS, 일본의 J-PARC, 유럽의 ESS 등 입자가속기를 이용해 중성자를 생산하는 파쇄중성자원 시설을 건설해 가동하고 있다.

중국도 지난해 CSNS라는 이름의 중성자 시설을 구축했다. 최근 국내에서도 한국원자력연구원 양성자과학연구단에서 파쇄중성자원 구축을 위한 계획을 수립해 추진 중이다. 21세기 과학기술 해결사라 불리는 파쇄중성자원이 국내에도 구축돼 국가과학기술 경쟁력이 한층 높아지길 기대한다.

이재상 한국원자력연구원 가속기이용연구부장