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뫼스바우어 분광법 “나노세계 밝히다”원자력硏-국민대학교, 문화재보존 연구협력 MOA
백금 대체할 ‘수소에너지 촉매제’ 개발 활용 기대

현존하는 연구수단 중 가장 미세한 에너지까지 측정 가능한 분석기술로 주목받고 있는 ‘뫼스바우어 분광기법’은 나노 세계의 물질 연구를 위한 중요한 기술로 꼽힌다.

1958년 독일의 뫼스바우어가 발견한 감마선의 공명현상을 바탕으로 뫼스바우어 분광기법은 핵에서 방출된 감마선이 분석 대상의 동종 원자핵에 흡수되고, 흡수된 감마선을 계측해 물질의 화합물 상태, 결정구조, 초미세자기장 등을 확인할 수 있다.

이 기법을 활용하면 단청의 안료, 도자기 유약 등 우리나라 문화재 발색의 근원인 철의 화합물 상태를 확인할 수 있고, 철 화합물과 수분을 포함하는 대기질이 석조문화재에 주는 영향도 비파괴 검사로 현장에서 바로 측정할 수 있다.

수소에너지의 촉매제 분석에도 효과적이다. 수소를 연소시키기 위해 산소와 결합하는데, 이 과정에서 백금과 같은 고가의 귀금속 촉매제가 필요하다. 뫼스바우어 분광분석은 촉매제 반응 해석에 뛰어나 백금을 대체할 촉매제 개발에도 기여하게 된다.

한국원자력연구원(원장 하재주)은 국민대학교(총장 유지수)와 지난 4일 뫼스바우어 분광분석 기법을 활용한 문화재 보존 연구 및 수소에너지 촉매제 개발을 위한 공동연구를 추진하기로 합의하고 상호협력협약(MOA)를 체결했다.

뫼스바우어분광기를 활용한 문화재의 특성 분석 등 다양한 연구가 진행 중이다. /사진제공=한국원자력연구원

이번 협약으로 문화재의 특성을 분석하고 보존 방안을 연구해 민족 문화유산을 지키는 것은 물론 수소에너지의 핵심인 촉매제 개발을 통한 에너지원 다양화에도 크게 기여하게 될 것이다. 이를 위해 양 기관은 국제공동연구 참여, 연구 시설 및 장비 공동 활용, 학술 및 기술 정보 교류 등 분야를 협력한다.

원자력연구원은 1962년 국내 최초의 연구용 원자로 TRIGA Mark-Ⅱ 도입 이후 중성자방사화분석을 통한 미량원소 정량 분석법을 고대 토기의 산지 분류에 응용, 고고학 연구에 기여한 바 있다. 1995년 하나로 가동 이후에는 중성자방사화분석, 중성자 및 양성자 영상 기술, 방사선 조사 기술 등의 관련 기술을 문화재 보존, 복원 및 감정에 적용하기 위한 연구개발을 수행했다.

연구원은 지난 5월 공주대학교와 중성자 분석기법을 바탕으로 한 문화재 보존·분석 분야 협력 MOA를 체결한 바 있다. 연구원은 앞으로도 문화재 보존과 같이 사회현안 해결 위한 연구협력을 강화해나갈 방침이다.

임인철 방사선과학연구소장은 “기초과학 연구를 바탕으로 한 문화재 보존 연구와 수소에너지 연구는 사회현안을 해결하고 미래 사회에 기여할 수 있는 대표적인 연구 분야”라면서 “원자력기술은 수소에너지의 활용을 위해서도 매우 유용하고 필수적인 기술”이라고 말했다. 

김소연 기자  ksy@knpnews.com

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