21세기 연금술 공장 '하나로'에서 첨단 기술을 만드는 비밀!

대전 한국원자력연구원의 대표 시설, '하나로'에 다녀왔어요! '하나로'는 우리나라에서 유일한 연구용 원자로로, 첨단 반도체와 차세대 배터리 기술 연구에 큰 역할을 하고 있는 장소랍니다. 핵분열 반응으로 나오는 중성자를 이용해 다양한 산업적 가치를 창출하는 곳이에요. 오늘은 이 하나로 원자로의 이야기를 좀 더 쉽게 소개해드릴게요!

하나로 원자로란?

'하나로'는 일반 원자로와는 조금 다릅니다. 일반 원자로는 전기를 생산하는 데 초점을 맞추지만, 하나로는 전기가 아닌 중성자를 이용해 첨단 기술 연구를 지원해요. 예를 들어, 반도체 품질을 높이기 위해 물리적 도핑 기술을 개발하거나, 전고체 배터리의 전해질을 중성자로 연구하는 등 중요한 연구들이 이루어지고 있죠.

하나로 내부를 살펴보면, 반응이 일어나는 수조에서 영롱한 푸른 빛이 나옵니다. 이 빛은 바로 '체렌코프 현상'으로, 핵분열 반응이 일어날 때 나타나는 현상이에요. 수조 안에는 핵연료봉과 함께 다양한 실험 샘플이 들어가 있어, 여러 분야의 연구가 동시에 진행됩니다.

 

첨단 기술의 연금술 공장

하나로는 첨단 반도체와 차세대 배터리 연구에 꼭 필요한 시설이에요. 반도체는 작은 결함 하나에도 품질이 좌우되기 때문에, 아주 정교하게 도핑해야 하거든요. 중성자를 이용한 물리적 도핑 기술은 기존 화학적 도핑보다 훨씬 균일한 결과를 만들어낼 수 있어요. 배터리 분야에서는, 특히 전고체 배터리를 개발할 때 중성자가 사용되죠. 고체 전해질을 굳히는 데 도움이 되거든요.

체코 원전 수출과 중성자 시험

하나로는 첨단 기술뿐만 아니라 원전 건설에도 필수적입니다. 한국수력원자력이 추진 중인 체코 원전 수출 사업에 필요한 소재나 부품을 시험하는 데에도 중성자가 사용돼요. 중성자 시험을 통해 소재의 내구성을 평가할 수 있기 때문이죠.

하나로의 미래는?

하지만 하나로의 미래에는 도전과제가 남아있습니다. 바로 사용후핵연료를 보관할 처분장이 필요하기 때문인데요, 앞으로 13~14년 후면 보관 공간이 부족해질 거라고 해요. 이 문제가 해결되지 않으면 실험 시간이 줄어들 수도 있다고 합니다. 신진원 부장님은 연구원들이 더욱 많은 연구를 할 수 있도록 가동 기간을 늘릴 계획이라며 기대감을 전하셨어요.

하나로가 앞으로도 반도체와 배터리 연구를 이끌며 다양한 산업에 기여하길 기대합니다!

 

체렌코프 빛(Cherenkov radiation)은 핵반응이 일어날 때 나타나는 독특한 푸른 빛입니다. 이 현상은 고속으로 움직이는 입자가 물과 같은 유체를 통과할 때 발생해요. 쉽게 설명하면, 입자가 물 속에서 빛보다 빠르게 이동할 때 생기는 빛입니다.

빛의 속도는 일반적으로 진공에서 가장 빠르지만, 물 같은 매질에서는 속도가 줄어듭니다. 그래서 물 속에서 입자가 빛보다 빠르게 지나가면, 그 속도 차이로 인해 체렌코프 빛이라는 푸른 광선이 만들어지죠. 이 현상은 핵연료가 반응하면서 나오는 입자들이 물을 통과할 때 생기는 것이에요.

체렌코프 빛은 원자로 내부의 핵연료봉이 담긴 수조에서 보이는 푸른 빛으로, 원자로의 작동 상태를 확인할 수 있는 시각적 증거 중 하나입니다.