국내 최초 1㎞급…원자력연-㈜삼동 공동연구 결실 맺어
국내 연구기관과 중견기업이 공동 연구의 노력으로 국내 최초로 1㎞급 MgB2 초전도선 제조에 성공했다.
한국원자력연구원(원장 하재주)은 ㈜삼동(대표 이이주)과 공동으로 초전도 원료 분말을 금속관에 넣어 기계적 공정으로 가공하는 ‘파우더인튜브법(Powder-in-tube)’을 이용해 국내 최초로 길이 1㎞, 전기량 200A(암페어) 이상의 MgB2 초전도선 제조에 성공했다고 밝혔다.
MgB2(이붕화 마그네슘)은 마그네슘과 붕소가 1:2로 배합된 화합물로 초전도 임계온도 39K의 초전도체이며, 2001년 최초로 발견됐다.
특히 MgB2 초전도체는 초전도 임계온도(절대온도 39K, -234℃)가 높아 고가의 냉매인 액체 헬륨을 사용하지 않고 냉동기만으로도 초전도 상태를 만들 수 있어 차세대 전력 및 의료기기의 핵심소재로 각광받고 있다.
의료용 자기공명영상기기(MRI)나 초전도 전력기기에는 적정 수준 이상의 전류를 흘려보낼 수 있는 최소 1㎞ 이상의 초전도선이 필요하지만, 국내에서는 그 동안 생산하지 못했다. 이번에 연구원과 삼동이 200A(액체헬륨 온도 4.2 K 기준) 이상의 전류를 흘려보낼 수 있는 초전도선을 1㎞ 길이로 제조해 산업화 수준에 도달했다.
초전도선는 극저온인 초전도 임계온도 이하로 냉각시켜 전기저항이 없어지는 초전도 현상을 이용하는 소재로 손실 없이 전류를 흘려줄 수 있다. 직경 1㎜의 가느다란 초전도선을 감아 초전도 자석 등 응용기기를 만든다.
한국원자력연구원 방사선과학연구소(소장 임인철)는 2014년 2월 MgB2 초전도선 공정특허와 노하우를 전기소재 중견기업인 삼동에 기술 이전했다. 이후 같은 해 10월 체결한 ‘MgB2 초전도선 제조기술 개발을 위한 공동연구 기술협력합의각서(MOA)’에 따라 연구원 내에 공동연구센터를 개설해 삼동의 초전도선 제조연구를 다방면으로 지원해왔다.
임인철 방사선과학연구소장은 “이번 성과는 원자력연구원이 지속적으로 추진해 온 출연연-기업 협력연구의 결실”이라며 “향후 5년 후 상용화할 수 있도록 지속적으로 협력해 나가겠다”고 밝혔다.