방사선에 포함된 중성자를 더 효율적으로 막을 수 있는 방법이 개발됐다.

 

울산과학기술원(UNIST)은 반도체 소재·부품대학원 및 신소재공학과 권순용 교수팀이 방사선 중성자를 막을 수 있는 차폐막을 개발했다고 9일 밝혔다.

 

방사선에 포함된 중성자는 원자력 발전, 의료 기기, 항공·우주산업 등에 필수적으로 사용된다. 그러나 유출되면 다른 원자들과의 상호 작용으로 전자 기기나 생명체에 예측하지 못한 현상을 유발하는 위험한 입자다.

 

 

연구팀은 2차원 나노물질인 맥신(MXene)의 모체인 맥스(MAX Phase)와 맥신을 직접 합성했다. 여기에 중성자를 흡수할 수 있는 탄화 붕소를 잘게 쪼개 맥신층 사이에 삽입하는 기술을 고안했다. 연구팀은 맥신-탄화 붕소 혼합 용액의 안정성을 높여 큰 면적의 유연하고 가벼운 중성자 차폐 필름을 만들었다.

 

 

또 실험을 통해 다양한 물체의 표면에 코팅할 수 있는 기술도 개발했다. 중성자 차폐 코팅막을 입힌 나일론 복합체는 2만번 이상의 굽힘 테스트에서도 최대 98%까지 원형을 유지했다. 특히 밀리그램 단위의 탄화 붕소 사용에도 높은 중성자 차폐율(30㎎ 사용 시 40%)을 보였다고 연구팀은 설명했다.

 

권순용 교수는 "이번 기술로 원하는 두께와 면적의 차폐막을 쉽게 구현할 수 있다"며 "상대적으로 저렴한 용액 공정에 기반해 저비용·대량생산이 가능할 것"이라고 말했다.

 

연구는 과학기술정보통신부 한국연구재단 원자력기초연구지원사업 등의 지원을 받아 이뤄졌으며 국제 학술지 '네이처 커뮤니케이션스'에 10월 31일 온라인으로 출판됐다.

 

헬로티 이창현 기자 |