핵물질의 불법 이동과 테러에 대한 우려가 증가하는 가운데, 한국원자력통제기술원(KINAC)과 경북대학교가 뮤온을 활용한 핵물질 탐지 기술 개발에 착수했다. 이 기술은 핵물질의 신속하고 정확한 탐지를 가능하게 할 것으로 기대된다.
핵물질 테러와 불법 거래의 심각성
전 세계적으로 원자력의 사용이 확대됨에 따라, 핵물질의 불법 이동 및 이를 이용한 테러의 위험이 커지고 있다. 지난해 몰도바에서는 핵분열 물질인 우라늄235가 밀매되는 사건이 발생했으며, 남아프리카공화국에서도 고농축 우라늄이 보관된 연구센터에 침입한 사건이 있었다. 이러한 사례는 국제원자력기구(IAEA)에 보고된 도난 및 불법 거래 건수가 증가하고 있는 현실을 반영한다.
IAEA에 따르면, 1992년 이후 핵물질의 도난과 분실 신고 건수는 33건에 달하며, 방사성 물질 관련 신고는 1800건 이상에 이른다. 매년 200건 이상의 신고가 발생하고 있어, 핵물질 관리의 취약성이 드러나고 있다. 서울 핵안보정상회의에서도 이러한 문제를 해결하기 위한 국제적 협력 방안이 논의되었다.
핵물질 탐지 기술의 필요성과 발전 방향
전 세계 각국은 핵물질의 이동과 불법 반입을 철저히 통제하기 위한 기술 개발에 나서고 있다. 미국은 화물차와 트레일러에 대한 핵물질 검색을 의무화하는 법안을 제정하고, 관련 기술을 상용화하는 데 주력하고 있다. 핵물질 탐지 제도의 성패는 은닉된 핵물질을 얼마나 신속하고 정확하게 파악하느냐에 달려 있다.
한국원자력통제기술원(KINAC)의 뮤온 탐지기 개발은 이러한 핵물질 탐지 제도를 획기적으로 개선할 수 있는 핵심 기술로 평가받고 있다. 뮤온 탐지기는 우주선에 의해 생성되는 물질로, 고밀도 물질과 접촉 시 산란되는 특성이 있어 기존 탐지기들이 갖고 있던 한계를 극복할 수 있다.
뮤온 탐지기의 작동 원리와 장점
뮤온 탐지기는 크게 세 단계로 작동한다. 첫 번째 단계에서는 하늘에서 떨어지는 뮤온이 탐지기의 센서를 통과하며 이온화 자취를 남긴다. 두 번째 단계에서는 무거운 원자와 접촉한 뮤온이 굴절되면서 입사각과 출사각의 차이를 통해 핵물질의 존재를 탐지한다. 세 번째 단계에서는 컴퓨터가 감마선 자료와 뮤온 자료를 결합해 3차원 영상을 생성, 수색 범위를 좁힌다.
이러한 다단계 탐지 과정은 뮤온의 전기적 성질을 활용하여 핵물질을 효과적으로 탐지할 수 있게 해준다. 기존의 탐지기들이 놓쳤던 부분을 보완하는 뮤온 탐지기는 더 안전한 핵물질 관리 시스템을 구축하는 데 기여할 것이다.
뮤온 탐지기 개발의 향후 계획
뮤온 탐지기 개발 연구는 기술 타당성 검사를 통해 전시용 시연 장치를 완성하고, 실제 검사용 크기의 탐지 장비를 개발하는 단계로 약 3년간 진행될 예정이다. 서울 핵안보정상회의에서는 고농축 우라늄의 사용 최소화와 핵물질 거래 탐지 및 추적에 대한 국제적 협력체계 마련이 주요 주제로 다루어졌다.
뮤온을 활용한 핵물질 탐지 기술의 발전은 불법 거래 방지 및 핵물질의 국경 간 이동을 통제하는 데 큰 기여를 할 것으로 기대된다. 이를 통해 핵물질의 안전한 관리와 국제적 협력이 이루어질 수 있기를 바란다.
뮤온 탐지 기술의 기대 효과
뮤온 탐지 기술의 개발은 여러 가지 측면에서 중요한 의미를 가진다. 첫째, 불법 핵물질 거래를 근본적으로 차단할 수 있는 가능성을 열어준다. 둘째, 탐지 기술이 발전함에 따라 핵물질의 안전성이 크게 향상될 것이며, 이를 통해 방사능 테러의 위험을 줄일 수 있다. 셋째, 국제적인 협력을 통해 핵물질 관리의 체계화를 이룰 수 있어, 더욱 안전한 사회로 나아가는 밑거름이 될 것이다.
뮤온 탐지기가 실제로 구현된다면, 핵물질 탐지 시스템의 혁신을 통해 보다 안전한 환경을 조성할 수 있을 것이다.