- X-선과 중성자 동시 활용, 금속과 비금속 무기물, 유기물 등 16종 물질 분별 가능 -

□ 폭발물과 같은 위해물품을 찾아내야 하는 공항에서는 화물 보안검색기가 필수다. 특히 포장을 뜯지 않고 화물 내부를 확인해야 하므로 X-선 검색기가 효과적이다. 하지만 기존의 X-선 화물 보안검색기는 화물의 모양만 확인할 수 있었고, 최근에는 이중에너지 X-선을 활용하지만 유기물과 무기물의 단순한 구별만 가능하다는 한계가 있었다.

□ 한국원자력연구원(원장 박원석) 첨단방사선연구소(소장 이남호)는 ‘X-선과 중성자를 동시에 활용해 16종의 물질 분별이 가능한 항공 화물용 복합방사선 보안검색기 기술’을 개발했다고 21일 밝혔다.

ㅇ 연구원은 과학기술정보통신부 방사선기술개발사업을 통해 2017년부터 한국과학기술원, ㈜오르비텍과 공동으로 물질 분별이 가능한 화물 보안검색기 개발 연구에 착수해 최근 시작품을 구축하고 물질 분별 검증에 성공했다.

□ 이번에 개발한 복합방사선 보안검색기는 6 MV X-선과 14.1 MeV 중성자를 동시에 활용한다. 철, 구리, 흑연, 음식물, 플라스틱 등 금속과 비금속 무기물, 유기물을 포함한 16종 물질을 분별해 낼 수 있다.

ㅇ 물질에 X-선을 조사하면 무거운 물질일수록 X-선이 잘 투과되지 않는다. 중성자는 수소, 탄소 등 가벼운 원소가 많이 포함된 물질일수록 투과 정도가 낮다. 연구진은 물질별로 X-선과 중성자의 투과 정도가 다르다는 점에 착안했다.

ㅇ 연구진은 X-선과 중성자의 투과 정도를 계산해 물질을 분별하는 알고리즘을 개발했고, 복합방사선 보안검색기에 적용해 16종 물질 분별에 성공했다.

ㅇ 물질별로 고유색을 지정해 물질 분별 결과를 시각화하여 빠른 판독을 할 수 있다.

ㅇ 또한, 항공 화물용으로 가장 많이 사용하는 LD3 규격(2m×1.6m×1.5m)의 컨테이너를 2분 이내에 검사해 신속한 화물 보안검색이 가능하다.

□ 한국원자력연구원은 지난 2016년도에도 보안검색용 전자가속기 설계와 방사선 영상처리 알고리즘을 자체 개발해 X-선 컨테이너 검색기 상용화에 성공한 바 있다. 이번에 개발한 복합방사선 보안검색기는 기존의 X-선 기술에 중성자 기술을 도입한 것으로 연구원은 향후 한국공항공사 등과 협의를 통해 현장 실증 연구를 추진할 계획이다.

□ 연구책임자인 방사선반응모델연구실 채문식 박사는 “우리 연구원의 복합방사선 보안검색기는 MV급 X-선과 고속중성자를 동시에 활용할 수 있는 국내 유일의 장비”라며, “항공화물 등의 보안검색 연구뿐만 아니라 물성 분석이나 중성자 분석, 계측 연구의 테스트베드로도 활발한 활용이 기대된다.”고 밝혔다.

<사진 1-1, 사진 1-2. 한국원자력연구원이 개발한 항공화물용 복합방사선 보안검색기 시작품>

<사진 2. 원자력연구원 연구진이 복합방사선 보안검색기를 이용한 X-선, 중성자 영상과 16종 물질 분별 결과를 확인하고 있다.>