고정형 검출기 한계 넘어 이동하며 측정… 중성미자 정밀 연구 기반 마련이동형 중성미자 검출기[포커스N전남] 전남대학교 선도연구센터가 중성미자 검출기를 이동형 연구 차량에 탑재해 연구 현장으로 직접 이동하며 측정할 수 있는 국내외 전례가 없는 신개념의 시스템을 구축하고, 영광 한빛원자력발전소에서 현장 실험을 진행하고 있다.
이번에 구축한 이동형 검출 시스템은 특정 장소에 검출기를 고정해 두는 기존 방식에서 벗어나, 연구 목적에 따라 검출기를 원하는 장소로 자유롭게 이동시켜 원자로에서 발생하는 중성미자를 측정할 수 있도록 개발한 것이 특징으로 한 번도 시도된 적이 없는 새로운 방식이다.
중성미자는 물질과 거의 상호작용 하지 않아 검출이 어려운 “유령입자”라고 불리지만, 원자로에서는 많은 양의 반중성미자가 발생한다. 연구진은 이러한 반중성미자 신호를 분석해 원자로의 가동 여부, 상태 확인 및 원자로의 출력 등을 모니터링하는 기술을 개발하는 것을 목표로 하고 있다.
센터 연구진은 이동형 검출기의 개발 가능성을 확인하기 위해 시제품을 제작하고 성능 시험을 진행해 왔다. 이후 실제 연구 환경에서 현장 시운전과 운행 테스트를 거쳤으며, 현재 한빛원자력발전소 현장에 이동형 검출기를 설치해 실험을 수행하고 있다. 이번 현장 실험을 통해 연구진은 원전 환경에서 검출기를 안정적으로 운용하고 데이터를 지속적으로 확보하면서, 이동형 검출 시스템의 성능과 활용 가능성을 확인하고 있다. 이러한 축적한 경험을 바탕으로, 향후 보다 큰 규모의 이동형 검출 시스템으로 확장할 계획이다.
본 연구를 주도한 권순우 박사는 “기존의 고정형 검출기 및 국내외 중성미자 연구와 연계해 다양한 지리적 환경에서의 비교 연구 수행 및 기술을 개발하고, 연구자가 원하는 현장으로 직접 이동해 데이터를 확보할 수 있는 새로운 접근 방식의 연구 기반을 마련했다”라고 밝혔다.
주경광 센터장(물리학과 교수)은 “이동형 중성미자 검출기를 통해 중성미자 연구를 넘어 원자로 상태의 비접촉 방식 모니터링 분야 연구에서 국내외 거점을 마련하고 선도 연구그룹으로 도약할 수 있는 점에서 큰 의미가 있다”고 전했다.
최종적으로, 이번 신개념의 이동형 검출 시스템은 중성미자의 특성과 상호작용을 정밀하게 연구하고, 표준모형을 넘어서는 새로운 물리 현상을 탐색하기 위한 선제적인 연구 인프라로 활용될 예정이다.