KAERI 뉴스

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반도체 제작에 사용되는 이온주입장치 전력공급장치 국산화 성공

연구원이 이온주입장치의 고전압 환경에서도 안정적으로 전력을 공급할 수 있는 절연형 모터제너레이터를 독자 개발하는 데 성공했다.

연구원은 3월 17일, 양성자과학연구단이 반도체와 첨단 소재 제작에 사용되는 이온주입장치¹⁾용 절연형 모터제너레이터(Motor-Generator Set, MG-SET)²⁾를 독자 개발하는 데 성공했다고 밝혔다.

이온주입장치는 수만~수십만 볼트의 고전압 환경에서 작동해 수백 볼트 수준의 일반적인 외부 전원과 직접 연결할 수 없고, 전기적으로 분리된 별도의 전력 공급 장치, 즉 절연형 모터제너레이터가 필요하다. 절연형 모터제너레이터는 그동안 국내 생산 업체가 없어 대부분 수입에 의존해 왔으나, 이번 개발로 제작 비용은 해외 제품 대비 약 70 % 절감하고 납기는 10개월에서 3개월 이내로 단축할 수 있게 됐다.

이재상 양성자과학연구단장은 “이번 국산화는 기술 자립의 의미 있는 첫걸음이 될 것”이라고 밝혔다.

1) 이온주입장치: 높은 전압으로 이온을 가속해 소재 내부로 주입함으로써 전기적 특성이나 표면 성질을 조절하는 장치. 반도체 제조 공정에 널리 쓰인다.
2) 절연형 모터제너레이터(Motor-Generator Set, MG-SET): 외부 전기로 모터를 돌리고 그 회전력을 발전기로 전달해 필요한 전압의 전기를 만들어 공급하는 장치.

우주 방사선 환경 견디는 차세대 AI 반도체 소자세계 최초로 성능 검증 성공

우주항공용 AI 뉴로모픽 반도체의 활용 모식도

연구원은 3월 19일, 첨단방사선연구소와 충북대학교, 벨기에 IMEC 공동연구팀이 우주 방사선 환경에서도 안정적으로 동작하는 차세대 AI 반도체 기술을 세계 최초로 검증했다고 밝혔다.

연구팀은 차세대 반도체 물질인 인듐-갈륨-아연 산화물(IGZO)¹⁾ 기반의 시냅틱 트랜지스터²⁾를 제작하고, 연구원의 양성자가속기로 지구 저궤도 수준의 우주 방사선에 20년 이상 노출된 것과 같은 고에너지 양성자 빔을 조사했다. 방사선 노출 후에도 반도체의 핵심인 스위칭 동작과 시냅스 가소성은 안정적으로 유지됐으며, 손글씨 패턴 인식 시험에서 92.61 %의 높은 정확도를 기록했다.

연구팀은 “향후 뉴로모픽 반도체 및 로직 회로 수준의 검증으로 연구를 확대해 우주항공용 AI 반도체 핵심기술로 발전시켜 나갈 계획”이라고 밝혔다.

1) 인듐-갈륨-아연 산화물(IGZO): 얇고 투명하며 전기적 특성이 우수해 차세대 디스플레이 및 논리 소자의 핵심 물질로 꼽힌다.
2) 시냅틱 트랜지스터: 인간 뇌의 신경세포 간 신호 전달 접합부인 ‘시냅스’를 모방해 저전력으로 고효율 AI 연산을 수행하는 소자

방사성 오염물질 제거 3시간이면 OK

연구팀이 개발한 박리형 제염 코팅제는 스프레이 형태로 쉽게 활용할 수 있다.

연구원은 3월 26일, 원자력시설청정기술개발부 양희만 박사 연구팀이 울산과학기술원(UNIST) 이동욱 교수팀과 공동으로 기존 상용 제품보다 월등한 성능의 박리형 제염 코팅 기술을 개발했다고 밝혔다.

연구팀은 홍합의 접착 단백질에서 유래한 카테콜¹⁾ 물질을 폴리우레탄²⁾ 고분자 사슬에 합성해 강력한 접착력을 갖는 코팅제를 개발했다. 코팅제를 방사성 오염 표면에 도포·건조한 뒤 테이프처럼 벗겨내 방사성 물질을 신속하게 제거하는 방식이다. 스테인리스강 표면의 방사성 세슘 이온 제거 효율은 94.9 %로 상용 제품의 93.8 %보다 높았으며, 작업 시간은 상용 제품의 24시간 대비 3시간으로 대폭 단축됐다.

양희만 박사는 “향후 원전 해체 및 방사능 사고 대응 등 원자력 안전 분야에서 다양하게 활용될 것”이라고 밝혔다.

1) 카테콜: 홍합의 접착 단백질에서 유래한 화학 물질로, 다양한 표면에 강하게 부착하는 특성을 가진다.
2) 폴리우레탄: 유연성과 내구성이 뛰어난 고분자 소재로, 매트리스, 코팅제 등 다양한 산업 분야에 활용된다.

이송부터 진공까지 하나로 끝내는 고효율 유체이송 기술 이전

연구원-㈜벡스코 기술실시계약 체결식 기념사진 / (왼쪽부터) ㈜벡스코 류재경 대표이사, 연구원 임인철 부원장, 기술보증기금 임상순 대전기술혁신센터장

연구원은 4월 5일, 권장순 박사 연구팀이 개발한 ‘고효율 가압·진공 유체이송 시스템’ 기술을 진공펌프 전문기업 ㈜벡스코에 이전하는 기술실시계약을 체결했다고 밝혔다. 해당 기술은 사용후핵연료 심층처분 시스템 연구 과정에서 개발한 로터리 피스톤 방식¹⁾의 유체이송 기술로, 원통형 구조 내부에서 로터(회전체)가 회전하며 유체를 흡입·가압·이송하는 방식이다. 이 기술은 기존 회전식·왕복식 펌프의 단점을 극복하고 로터를 여러 개 연결해 성능을 단계적으로 높일 수 있다.

㈜벡스코는 이번 기술이전을 통해 반도체·디스플레이 공정용 고효율 진공펌프와 초고진공 환경 제어 시스템 분야로 사업 영역을 확장할 계획이다. 임인철 부원장은 “해외 의존도가 높은 핵심 장비 분야에서 국산화 가능성을 제시했다는 점에서 의미가 크다”라고 밝혔다.

1) 로터리 피스톤 방식: 원통형 구조 내부에서 회전체(로터)가 회전하며 유체를 흡입·가압·이송하는 방식으로, 진동과 소음이 적고 운전 안정성이 뛰어나다.

장기 정지 원전 설비 건전성 평가 신기술 개발

연구원이 감시시편을 활용한 장기 정지 원전 설비 대기부식 평가 기술을 개발했다.

연구원은 4월 22일, 전순혁·하성준 박사 연구팀이 장기 정지 원전의 2차 계통 설비에서 발생하는 대기부식을 정확하게 측정하는 기술을 개발하고 실증까지 완료했다고 밝혔다.

연구팀은 정상 운전 중 생성되는 산화막을 인위적으로 형성한 감시시편(surveillance specimen)¹⁾을 개발하고, 이 시편을 원전 정지 후 건식 관리 중인 설비 내부에 장착했다. 이후 일정 기간이 지난 뒤 중량 변화를 측정해 부식률을 정량적으로 환산하는 방식이다. 이 기술은 설비 원형에 영향을 주지 않으면서 정지 이후 발생한 대기부식만을 정확히 구분해 측정할 수 있다. 연구팀은 이 기술을 고리 2·3호기에 적용해 실증을 마쳤다.

김동진 재료안전기술연구부장은 “국내 원전의 계속운전 추세에 발맞춰 설비의 체계적인 유지관리를 통해 건전성을 강화하는 데 기여할 것”이라고 밝혔다.

1) 감시시편(surveillance specimen): 설비 내부에 장착해 부식 정도를 추적·측정하기 위해 제작한 소형 금속 시료.

원자력연, 제11회 사업화 유망기술 설명회 개최

2025년 제10회 사업화 유망 기술 설명회 현장

연구원이 4월 30일 서울 스페이스쉐어 삼성역센터 리젠시홀에서 ‘제11회 사업화 유망기술 설명회’를 개최했다. 2016년부터 이어온 이 설명회는 올해로 11회를 맞았다.

이번 행사에서는 원자력, AI·SW, 반도체, 로봇, 이차전지 등 다양한 분야의 유망 기술 55개를 소개하고 기술이전 상담을 진행했다. 대표기술로는 필터 교체 없이 전기화학적 반응과 미생물 작용으로 오염물질을 분해하는 ‘바이오 전기화학 융복합 필터’와 VR·AI를 결합해 원격으로 로봇을 정밀 조작하는 ‘핸드 트래킹을 활용한 원격 로봇 조작 시스템’이 소개됐다. 자세한 출품 기술은 홈페이지(bizmatch.kr/KAERI2026)에서 확인할 수 있다.

기술보증기금과 서울테크노파크도 참여해 중소기업의 기술사업화 금융지원 및 기업지원 상담을 함께 진행했다.