[르포]"악취도 금방 사라져"···전자선으로 악취부터 문화유산·우주 문제 해결

[이데일리 강민구 기자] “장치만 있으면 수분만에 악취가 사라집니다.”

한국원자력연구원 첨단방사선연구소 전자선실증연구동에서 김병남 방사선융합연구부 박사가 이같이 설명했다.

‘방사선발생장치’라고 경고문이 적힌 저에너지 가속기 앞에서 산업현장의 악취를 담은 시료를 처리하기 전 냄새를 맡아보니 계란 썩은 것처럼 고약했다. 시료를 넣은 장치를 가동하고, 1~2분 정도가 흐른뒤 냄새를 다시 맡았다. 이전에 맡았던 악취와 달리 미세한 화학약품과 같은 냄새 정도만 느낄 수 있었다. 김병남 박사는 “현재 연구소기업을 통해 기술을 상업화한 단계”라며 “산업현장 악취를 줄이는 것뿐만 아니라 화생방 대비에도 효과가 뛰어나다”고 설명했다.

또 다른 구역에서는 고에너지 전자가속기가 설치돼 컨베이어시스템과 대형이송장치 시스템을 통해 원목 살균, 자동차·우주용 부품 신뢰성 평가 등의 작업이 이뤄지고 있었다.

방사선 기술 개발을 위해 지난 2006년 전라북도 정읍에 첫발을 내디딘 원자력연 첨단방사선연구소가 창립 20주년을 맞아 전자선실증연구동을 비롯한 주요 연구시설을 지난 29일 공개했다.

김병남 방사선융합연구부 박사가 악취제거 기술에 대해 설명하고 있다.(사진=이데일리 강민구 기자)

시료를 넣은뒤 전자선을 조사해 악취를 제거한다.(사진=이데일리 강민구 기자)

전자선 쏴서 미래 기술 연결

악취 문제를 해결할 수 있었던 이유는 방사선의 일종인 전자선을 쐈기 때문이다. 전자선은 전자총(Electronic Gun)으로 발생시킨 전자를 높은 전압으로 빠르게 가속해 물질에 쏘는 방사선이다. 전자선이 물질에 들어가면 분자구조를 변화시키거나 미생물을 사멸시킬 수 있기 때문에 소재 성질을 바꾸거나 멸균·정화하는데 유용하다.

전자선실증연구동에서는 전자선 기초연구부터 공정 개발, 성능 평가까지 국내 대학, 기업, 연구소 등 수요자의 요구에 맞춰 전자선 조사 서비스를 제공하고 있었다.

이러한 전자선은 저에너지부터 고에너지 여부에 따라 다양한 연구 분야에서 활용할 수 있다. 200keV(에너지 크기를 나타내는 단위로 킬로전자볼트) 저에너지 가속기는 산업악취와 대기정화 연구에, 2.5 MeV(메가전자볼트) 중에너지 전자가속기는 기능성 소재와 의료기기 연구에, 10 MeV 고에너지 전자가속기는 대형제품이나 우주용 소재 평가에 쓸 수 있다.

10MeV 전자가속기 자동화 설비가 구축돼 컨베이어시스템을 이용해 중·소형 제품을 조사할 수 있다.(사진=이데일리 강민구 기자)

문화유산 보존·꼬마위성 성능 평가

최근에는 문화유산 분야와 우주분야에서 활용 가치가 커지고 있는 추세다. 원자력연 연구진은 서울역사박물관과 2.5 MeV 전자가속기를 이용해 새 비단을 인위적으로 노화시켰다. 문화재 보존에서는 새 비단을 쓰게 되면 오히려 기존에 노화된 비단과 연계돼 보존이 어려울 수 있다. 연구진은 고에너지 전자선을 쏴서 햇빛에 천이 삭는 것과 유사한 원리로 비단의 화학적 결합을 끊어내 비단이 빠르게 삭도록 했다. 그 결과, 서울특별시 유형문화재인 ‘관서명승도첩’을 비롯해 고려시대 불화인 미황사 ‘영산회상도’ 보존처리를 했다.

원목에 살균해 문화재를 복원하는데에도 쓸 수 있다.(사진=이데일리 강민구 기자)

전자선의 기능을 살리면 소독에도 효과가 있다. 10 MeV 대형전자가속기 대형이송장치를 이용하면 목조문화유산 복원에 사용할 금강송(대형 원목)을 소독해 벌레 퇴치 등에 효과가 있다.

민간 우주시대가 발전하면서 고성능 장치나 부품의 신뢰성을 평가하는데도 접목되고 있다. ‘꼬마위성’인 큐브위성이나 태양전지가 우주로 갈 경우 우주방사선에 의한 내구성·신뢰성을 지상에서 평가할때 전자선을 쏴서 전기적·재료적 특성 변화를 분석할 수 있다.

정병엽 첨단방사선연구소장은 “전자선실증연구동은 첨단소재와 의료 분야에서 출발해 산업현장 악취 저감, 문화유산 보존·복원, 미래 우주 부품 신뢰성 평가까지 전자선 기술의 활용 영역을 넓혀가고 있다”며 “앞으로도 다양한 수요에 맞춘 연구와 실증을 지원해 국가 연구거점으로 자리매김하겠다”고 밝혔다.