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6개국 과학자 "중성미자 검출기로 비핵화 검증 가능"(종합)

2018년 11월 09일 04:00
이미지 확대하기2015년 7월 영변 핵과학 연구센터 내 5MW급 원자로의 모습이다.- 38노스 제공
2015년 7월 영변 핵과학 연구센터 내 5MW급 원자로의 모습이다.- 38노스 제공

한국을 포함해 미국, 일본, 중국 등 세계 6개국 물리학자들이 국제학술지 ‘사이언스’에 8일 기고문을 보내 북한 비핵화를 검증할 수 있는 새로운 기술을 제안했다. 원자로 가동시 나오는 ‘중성미자’라는 입자를 수십~수백m 떨어진 곳에서 검출해 원자로의 가동 상황을 확인하는 기술이다.

 

중성미자는 현재 우리가 볼 수 있는 우주를 구성하는 17개 기본입자 중 일부다. 태양과 우주에서 대량으로 만들어져 지금도 우리 몸 손톱만한 공간에 매초 700억 개가 지나가고 있다. 다른 물질과 거의 반응하지 않아 검출하기도 어렵고, 빛에 버금가는 속도로 날아가 연구하기도 까다로워 ‘유령입자’라는 별명으로 불린다. 노벨상이 네 번이나 나온 주제지만 아직도 연구할 게 많아 전 세계적으로 연구가 활발하다.

 

영광이나 고리 등 상업용 원전에서도 1초에 100억을 두 번 곱한 천문학적인 수가 발생해 우주로 흩어질 정도로 많이 나온다. 이 때문에 세계의 물리학자들이 원전 주변에 검출기를 설치해 성질을 연구하고 있다. 한국은 전남 영광 한빛 원전 주변에서 ‘리노(RENO)’, ‘네오스(NEOS)’ 실험을 진행하고 있다.

 

이번에 6개국 물리학자들은 이 중성미자를 검출하는 기존의 실험시설 기술을 그대로 이용해 북한 영변 원자로 약 800m 지점 지하에 검출기를 설치하면 원자로 가동 여부를 쉽게 알 수 있다고 주장했다.

 

이 기술은 직접 핵시설 안에 들어가지 않고도 먼 거리에서 원자로 가동 현황을 훤히 들여다 볼 수 있는 게 장점이다. 이번 기고문의 공동저자인 김수봉 서울대 물리천문학부 교수는 “직접 시설에 가야 하는 기존 핵사찰을 체온계에 비유한다면, 중성미자 검출법은 원거리 적외선 측정법에 비유할 수 있다”고 말했다.

 

특히 중성미자의 에너지 분포 특성을 분석해 핵연료 속 동위원소의 변화까지 알아낼 수 있다. 우라늄과 플루토늄의 양이 어떻게 변하는지 확인해 핵무기 개발 등 핵 안보에 위협이 되는 활동을 모니터링할 수 있다는 의미다.

 

공동저자인 서선희 기초과학연구원(IBS) 연구위원은 “그 동안 순수 학문 목적으로만 이용되던 중성미자 검출기를 북한비핵화를 위해 평화적으로 이용할 수 있음을 알리기 위해 제안했다”며 “검출기 건설이 실현된다면 북한 과학자들이 함께 참여하는 공동연구 형식을 취해 자연스러운 협력을 이끌 수도 있다”고 말했다.

 

이번 기고문에는 국내에서 김영덕 IBS 지하실험연구단장과 서선희 연구위원, 김수봉 교수가 참여했다. 기고문은 미국의 입자물리학자인 패트릭 후버 미국 버지니아공대 교수가 처음 제안하고 레이철 카 미국 매사추세츠공대(MIT) 연구원이 초안을 썼으며, 한국과 중국 등의 연구자들은 의견을 보태는 형식으로 공동 기고문에 참여했다.

 

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