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과학자들, 납으로 금 만들었다…'연금술사의 꿈' 실현되나

유럽입자물리연구소(CERN) 연구진들이 납을 금으로 바꾸는 연금술 실현에 성공했다고 과학전문매체 퓨처리즘이 최근 보도했다. CERN 연구진들은 거대강입자충돌기(LHC)에서 납을 금으로 바꾸는 데 성공했다. 이 연구 결과는 지난 주 국제학술지 '물리학 리뷰 저널(Physical Review Journals)'에 소개됐다. 당초 이 프로젝트는 과학자들이 빅뱅 이후의 상황을 재현하기 위해 빛과 가까운 속도로 원자 입자를 충돌시키는 것이었다. 이를 위해 LHC에서 입자 충돌을 진행했고 그 과정 중 금보다 양성자가 3개 더 많은 납 핵 간의 충돌을 진행하다 우연히 이런 결과를 얻었다고 연구진들은 설명했다. 해당 논문에서 연구진들은 "납을 금으로 바꾸는 것은 중세 연금술사의 꿈"이라며 "LHC에서 이 꿈이 실현됐다"고 밝혔다. 충돌과정에서 생겨난 이온들은 서로 직접 충돌하기도 하지만 스쳐 지나가기도 한다. 이때 이온 주변에 생기는 전자기장이 에너지 펄스를 생성하면서 입자 내부가 들뜨거나 쪼개지는 현상인 '전자기 해리(electromagnetic dissociation)' 현상이 일어난다. 이 과정에서 납의 원자핵이 자극 돼 양성자 3개를 방출하게 되면서 납이 금으로 바뀐다. 하지만 너무 흥분하긴 이르다. 연구진은 2015년에서 2018년 사이에 수행된 LHC 충돌 테스트에서 총 860억 개의 금 원자핵이 생성되었다고 추정했다. 이는 엄청난 양처럼 들리지만 약 29조분의 1g에 불과해 거의 무의미한 양이다. LHC에서 이 과정을 수행하기 위해 쓰이는 전력 공급량과 투입 시간 등 비용을 따져봤을 때 이 방법을 통해 납에서 금을 추출하는 방법은 아주 비효율적인 방법으로 보인다고 해당 매체는 전했다. 그럼에도 불구하고 연구진들은 이를 미래의 실험에 길을 열어줄 수 있는 흥미로운 과학적 발견이라고 평가하고 있다. 울리아나 드미트리에바 CERN 연구원은 "LHC에서 납을 금으로 바꾸는 과정을 실험적이고 체계적으로 구현한 진행한 최초의 사례"라고 밝혔다.

2025.05.16 13:32이정현

원자력연, 美 아르곤연구소와 SMR(소형모듈원자로) 개발 손잡나

한국원자력연구원(원장 주한규)은 미국 에너지부(DOE) 산하 아르곤국립연구소(ANL)와 원자력 기술협력 협약(MOU)을 체결했다고 15일 밝혔다. 양 기관은 이를 계기로 향후 차세대 원자력 연구개발 파트너십을 강화할 계획이다. 미국 일리노이주 ANL 본부에서 진행한 MOU 교환식에는 주한규 원장 일행과 폴 컨스(Paul Kearns) ANL 소장, 커스턴 로린-코비츠(Kirsten Laurin-Kovitz) 원자력기술·국가안보 담당 부소장 등이 참석했다. 주한규 원장은 ANL 직원을 대상으로 특별 강연도 진행했다. 이 강연에서 주 원장은 한국원자력연구원 소형모듈원자로(SMR) 개발 현황을 소개하고, 한국과 미국의 원자력 연구개발 파트너십 의의를 설명했다. 이어진 양자간 회의에서는 기관별 주요 공동연구 현황을 점검하고 미래 신규 협력 방향을 논의했다. 연구용원자로 핵비확산성 증진사업(Pro-X)과 같은 기존 공동연구뿐만 아니라, 차세대원자력시스템인 소듐냉각고속로(Sodium-cooled Fast Reactor, SFR), 가상원자로(Virtual Reactor) 공동연구 등 미래 혁신 기술분야의 신규 협력 방안도 포함됐다. 1946년 설립된 ANL은 미국 에너지부 산하 국립연구기관이다. 기초 핵물리학 및 원자력의 평화적 이용을 위한 기술개발에 주력하고 있다. 세계 최고 수준의 방사광가속기(APS)와 세계 최초의 엑사스케일 슈퍼컴퓨터(Aurora)를 운영 중이다. 주한규 원장은 “글로벌 경쟁력을 강화할 전환점이 될 것"이라며, “앞으로도 한미 양국의 전략적 파트너십을 기반으로 원자력 기술의 혁신과 지속 가능한 에너지 미래를 함께 만들어 갈 것"이라고 말했다.

2025.04.15 10:20박희범

韓-佛 과학자, 물리학 이론 깼다…세계 최초 'AA구조' 적층 소재 합성 성공

자석은 같은 극끼리 밀어낸다. 같은 소재의 원자 적층에서도 마찬가지 현상이 발생한다. 이 같은 물리학 법칙을 한국과 프랑스 연구진이 깼다. POSTECH(포항공과대학교)은 신소재공학과 김종규 교수 연구팀이 프랑스 몽펠리에대학교와 함께 과학계에서 '불가능'하다고 여겨졌던 새로운 형태의 원자 배열로 신소재를 합성하는데 성공했다고 20일 밝혔다. 연구팀은 2차원 물질인 '육방정계 질화붕소(h-BN1)'로 여러 층이 정확하게 겹치는 새로운 형태의 'AA 구조'(붕소 위에 붕소, 질소 위에 질소가 쌓이는 형태)를 실현했다. h-BN은 지금까지 붕소와 질소가 '교차 정렬된' 형태의 'AA 프라임 구조'로만 적층이 가능하다는 것이 정설이었다. 같은 극을 가진 자석이 서로 밀어내듯 같은 소재의 원자도 서로 밀어내 열역학적으로 매우 불안정해져 일정한 정렬 상태를 유지할 수 없기 때문이다. 연구팀은 이 연구에서 2인치 크기의 단결정 질화갈륨(GaN) 웨이퍼를 기판으로 사용했다. 또 질화갈륨 표면의 계단 구조를 '성장 가이드'로 활용해 h-BN이 일정한 방향으로 정렬되도록 유도해 'AA 구조'를 구현했다. 기존 연구는 주로 구리(Cu), 니켈(Ni) 등 금속이나 사파이어 기판을 사용한다. 연구팀은 전자를 소량 도입하는 '도핑' 기술을 통해 불안정하다고 여겨졌던 이 'AA구조'가 오히려 더 안정적이라는 사실도 밝혀냈다. 김종규 교수는 "h-BN뿐만 아니라 2차원 반도체 물질 적층에도 적용 가능하다"며 "향후 양자 기술이나 차세대 초소형 전자기기 연구에 중요한 전환점이 될 것"으로 기대했다. 김 교수는 “대외부총장도 맡아 대학 행정과 연구를 병행하는 것은 결코 쉬운 일이 아니었다"며 "단순한 과학적 발견을 넘어 2차원 소재 산업화의 중요한 전환점을 마련할 것”이라고 말했다. 연구를 함께 수행한 문석호 박사는 "전하 도핑과 기판 계면 설계를 통해 원자층 적층 구조를 제어할 수 있다는 점을 실험과 이론으로 입증한 연구"라며 이번 연구에 의미를 부여했다. 이 연구에는 POSTECH 신소재공학과 김종규 교수와 문석호 박사 외에 최시영 교수와 프랑스 몽펠리에대 기욤 카사부아(Guillaume Cassabois) 교수 연구팀이 참여했다. 연구결과는 재료과학 분야 국제 학술지 '네이처 머터리얼즈(Nature Materials)'에 지난 19일 게재됐다. 한편, 이 연구는 교육부 글로벌박사펠로우십사업, 기초과학연구역량강화사업 (소재이미징 해석연구센터), 과학기술정보통신부 중견연구자지원사업, 나노및 소재기술개발사업, 산업자원부 전자부품산업기술개발사업, 삼성전자 등의 지원을 받았다.

2025.03.20 11:22박희범

정기선-빌게이츠, SMR 나트륨 원자로 개발 맞손

HD현대가 최근 미국에서 조선 부문 계열사인 HD현대중공업이 테라파워와 '나트륨 원자로의 상업화를 위한 제조 공급망 확장 전략적 협약'을 체결했다고 12일 밝혔다. 협약식에는 정기선 HD현대 수석부회장과 원광식 HD현대중공업 해양에너지사업본부장, 빌 게이츠 테라파워 창업자와 크리스 르베크 최고경영자를 비롯한 관계자들이 참석했다. 나트륨 원자로는 테라파워에서 개발한 4세대 소듐냉각고속로로, 고속 중성자를 핵분열시켜 발생한 열을 액체 나트륨(소듐)으로 냉각해 전기를 생산한다. SMR 가운데 안전성과 기술의 완성도가 높으며 기존 원자로 대비 핵폐기물 용량이 40%가량 적은 것이 특징이다. 빌 게이츠는 '안전하고 저렴하며 풍부한 무탄소 에너지를 제공하는 기술개발'을 목표로 테라파워를 공동 설립, SMR 개발과 공급에 적극 나서고 있다. 양사는 이번 협약을 통해 HD현대의 생산기술력과 테라파워의 첨단 SMR 기술을 결합해 나트륨 원자로의 공급 능력을 확대하고 상업화에 나선다. 특히 HD현대는 나트륨 원자로에 탑재되는 주기기를 공급하기 위해 최적화된 제조 방안을 연구 및 도출할 계획이다. 이를 통해 나트륨 원자로의 초기 실증 프로젝트를 넘어 본격적인 상업화에 필요한 제조 기반을 구축할 예정이다. HD현대는 앞서 2024년 12월 테라파워와 첫 나트륨 원자로에 탑재되는 원통형 원자로 용기에 대한 공급 계약을 체결한 바 있다. HD현대중공업 원광식 해양에너지사업본부장은 “HD현대가 제조업 분야에서 쌓아온 폭넓은 경험과 앞선 기술력이 나트륨 원자로의 상업화 기반 구축에 도움이 될 것으로 기대한다”며, “이번 협력을 바탕으로 차세대 원자력 에너지 솔루션의 상업화를 가속화하고 글로벌 SMR 시장에서 새로운 성장의 기회를 만들어갈 것”이라고 밝혔다. 테라파워 크리스 르베크 최고경영자는 “테라파워는 미국을 비롯한 전 세계에 나트륨 원자로를 발 빠르게 공급하기 위해 나서고 있다”며, “HD현대와의 협력을 통해 에너지 수요증가에 맞춰 공급망을 확장하고 나트륨 원자로를 성공적으로 건설할 수 있을 것으로 기대한다”고 말했다.

2025.03.12 09:24류은주

한수원, 아시아 최초 ʻ원자력 그린본드ʼ 발행 성공

한국수력원자력(대표 황주호)은 5일 아시아 최초로 '원자력 그린본드(녹색채권)' 발행에 성공했다고 밝혔다. 원자력 그린본드 가운데 최초로 세계적으로 공신력 있는 신용평가사 무디스로부터 그린본드 관리체계에 대한 최고 등급 인증을 받고 발행에 성공했다. 한수원의 원자력 그린본드는 홍콩달러 약 12억 달러(원화 약 2천150억원) 규모로 발행됐다. 홍콩과 싱가포르에 소재한 글로벌 대형 투자기관 다수가 참여했다. 채권 만기는 3년으로, 조달된 자금은 원전 안전성 향상과 차세대 원전 관련 연구 개발 자금으로 전액 사용될 예정이다. 기존 그린본드는 재생에너지 분야로 발행자금 사용처가 한정돼, 한수원은 원자력 분야 자금 조달을 위해서는 일반 본드를 발행해 왔다. 이번 원자력 그린본드 발행 성공으로 한수원은 앞으로 더 낮은 금리로 원자력 사업을 추진할 수 있게 됐다. 한수원 측은 원자력 그린본드 발행은 한수원이 운영하는 원전이 탄소중립 실현에 기여하는 친환경 에너지원이라는 사실을 국제적으로 인정 받았음을 의미함과 동시에 한수원 ESG 경영의 우수성을 입증하는 계기가 됐다고 전했다. 황주호 한수원 사장은 “이번 원자력 그린본드 발행을 통해 원전의 친환경성을 전 세계에서 공식적으로 인정받았고 한수원이 뛰어난 원전 건설과 운영 능력에 더해 금융 분야도 세계 시장을 선도하고 있음을 재확인했다”며 “앞으로도 원전의 안전성을 더욱 강화하고, 소형모듈원자로(SMR) 등 차세대 원전 기술 개발에 지속 투자해 탄소중립에 기여하겠다”라고 밝혔다.

2025.03.05 09:58주문정

구글-소프트뱅크, 양자컴퓨팅 리더십 확보 위해 3천300억 베팅

구글과 소프트뱅크가 양자컴퓨팅 경쟁력 확보를 위해 손을 맞잡았다. 두 기업은 양자컴퓨터의 오류를 줄이고 상용화 시기를 앞당기기 위한 전략적 협력에 나섰다. 네이처는 양자컴퓨팅 스타트업 큐에라(QuEra)에서 구글과 소프트뱅크가 포함된 투자그룹으로부터 총 2억3천만 달러(약 3천340억원)의 투자를 유치했다고 14일 밝혔다. 투자그룹에는 구글, 소프트뱅크를 비롯해 QVT패밀리오피스, 사파르파트너스, 밸러에쿼티파트너스 등이 참여했다. 이번 투자를 통해 큐에라의 기업가치는 10억 달러(약 1조4천500억원) 정도로 평가받고 있다. 큐에라는 하버드대학교와 매사추세츠공과대학교(MIT) 연구진이 공동 설립한 기업으로 중성원자를 활용한 양자컴퓨터 기술을 개발하고 있다. 중성원자 기반 양자컴퓨터 기술은 개별 원자를 광학 핀셋으로 잡아 배열하고 제어하는 방식으로 고온에서도 안정적으로 작동하며 확장성이 좋은 것으로 알려졌다. 기존 초전도체 방식보다 비용 효율적이며, 큐비트 간 결합을 유연하게 변경할 수 있어 복잡한 연산에 유리하다. 현재 큐에라는 256큐비트 양자컴퓨터를 개발 중이며 이번 투자를 통해 확보한 자금을 바탕으로 1천큐비트 이상 확장이 가능한 시스템을 구축하는 것을 목표로 하고 있다. 구글과 소프트뱅크의 이번 투자는 양자컴퓨팅 상용화를 앞당기기 위한 기술적 가능성과 이로 인한 파급력을 고려한 것으로 분석되고 있다. 구글은 큐비트 수가 증가할수록 오류가 감소하는 '임계값 이하'를 달성한 양자프로세서 '윌로우'을 비롯해 인공지능(AI)을 활용해 양자컴퓨터 정확성을 높이는 기술을 선보인 바 있다. 관련 업계에선 큐에라의 기술력이 더해진다면 상용화를 위한 기간을 보다 단축시킬 수 있을 것으로 전망하고 있다. 소프트뱅크는 AI와 차세대 컴퓨팅 기술에 대한 지속적인 투자 전략의 일환으로 큐에라의 성장 가능성에 주목했다. 소프트뱅크의 켄타로 마츠이 매니징 파트너는 "양자 컴퓨팅의 혁신적 잠재력은 엄청나며 큐에라는 접근 가능하고 영향력 있게 만드는 데 독보적인 위치에 있다"며 "우리는 큐에라가 내결함성 양자 컴퓨팅 분야에서 기술적, 상업적 리더십을 확대할 수 있을 것이라고 믿는다"고 말했다. 큐에라의 타쿠야 키타가와 사장은 "기존 투자자들의 지속적인 신뢰에 깊이 감사하며, 우리 팀을 믿고 장기적 비전을 공유하는 새로운 전략적 파트너를 환영하게 되어 기쁘다"며 "그들의 지원은 확장 가능하고 유용하며 내결함성이 있는 양자 컴퓨터를 구축해 혁신을 가속화한다는 사명을 크게 발전시킬 것"이라고 밝혔다.

2025.02.14 18:07남혁우

우주 기원 밝힐 암흑물질, 국내 한빛 원자로에서 세계 처음 발견

국내 연구진이 우주의 숨겨진 기원을 밝힐 암흑물질을 국내 원자로에서 찾았다. 미세한 신호지만, 세계 처음 발견했다. 기초과학연구원(IBS)은 지하실험 연구단(단장 김영덕)이 이끄는 국내 공동연구진이 상용 원자로를 활용한 네온(NEON) 실험을 통해 가벼운 암흑물질을 탐색하는데 성공했다고 6일 밝혔다. 실험을 주도한 고영주 연구위원 "기존 가속기 실험이나 천문학적 관측으로 접근하기 어려웠던 초경량 암흑물질을 탐색할 새로운 가능성을 세계 최초로 열었다"고 설명했다. 암흑물질은 우주의 질량·에너지 구성에서 약 27%를 차지한다. 그러나 지금까지 암흑물질 성질이나 상호작용을 직접 관찰한 사례는 없다. 연구진이 수행한 네온 실험은 1~1천 keV/c²(킬로전자볼트/광속제곱)에 해당하는 초경량 영역 암흑물질 탐구를 위해 독창적으로 설계했다. 실험은 전남 영광군 소재 한빛 원자력본부 제3발전소에서 진행됐다. 연구진은 2.8 기가와트(GW) 열출력의 원자로에서 약 23.7m 떨어진 지점에 탈륨-도핑 요오드화나트륨 섬광 검출기를 설치했다. 검출기는 배경 방사선을 최소화하도록 액체 섬광체, 납, 폴리에틸렌으로 구성된 다층 차폐 구조를 갖췄다. 고영주 연구위원은 "이후 1년 4개월 동안 암흑물질 신호 데이터를 수집했다"며 "원자로의 가동 기간 데이터와 정지 기간 데이터를 비교 분석해 신호 데이터의 신뢰도를 높였다"고 말했다. 연구진은 이 실험결과 1~10 keV의 에너지 범위에서 미세한 신호를 정밀히 분석하는 데 성공했다. 실험을 주도한 이현수 부연구단장은 "원자로에서 발생하는 고에너지 광자가 암흑광자를 매개로 가벼운 암흑물질을 생성하고, 이 암흑물질이 전자와 상호작용할 가능성을 실험으로 직접 탐색한 세계 최초의 연구"라고 부연 설명했다. 핵분열 과정에서 방출된 고에너지 광자가 전자와 상호작용해 암흑광자가 생성될 수 있고, 이 암흑광자는 가벼운 암흑물질로 붕괴할 수 있다는 이론적 제안을 실험적으로 입증한 것. 연구진은 암흑물질 신호와 배경 잡음을 구별하는 독창적 알고리즘을 데이터 분석에 도입해 신호 해석 능력을 크게 향상시켜 대만 연구진의 텍소노 실험 대비 약 1천배 더 높은 탐색 감도를 기록했다고 언급했다. 이현수 부연구단장은 “기존 암흑물질 연구의 한계를 극복하고, 우주 형성의 비밀을 풀어가는 획기적인 전환점이 될 것”이라고 전했다. 연구 결과는 물리학 분야 국제 학술지 '피지컬 리뷰 레터스(Physical Review Letters)에 지난 1월 14일 게재됐다.

2025.02.06 09:46박희범

소형 모듈 원자로에 투자하는 빅테크, 이유는 'AI'

마이크로소프트, 아마존, 구글 등 주요 빅테크 기업에서 원자력 에너지 개발에 대거 투자에 나서고 있다. 인공지능(AI) 연구과정에서 사용량이 급격이 늘어난 전력을 확보하기 위함이다. 30일 CNBC 등 외신에 따르면 마이크로소프트, 아마존, 구글, 메타 등은 핵발전 프로젝트를 진행 중이거나 관련 기업에 투자 중이다. 각 기업들은 원자력 전문기업들과 파트너십을 맺고 원자력 에너지를 연구하고 원자력발전소(이하 원전) 구축을 진행 중이다. 이들이 개발 중인 원전은 전기 출력 300메가와트(MW) 이하의 소형모듈원자로(SMR)다. 대형원전대비 작은 크기로 제작할 수 있어 지역 제한이 적은 것이 특징으로 방사선 비상계획구역 반경도 대형원전(30㎞)의 100분의 1인 300m 수준이다. 또한 모듈화 형식으로 제작해 설계와 건축 방식이 단순해 건설기간이 2년 정도로 짧다는 것이 강점이다. 수년간 재생 에너지에 주력해 온 빅테크들이 원자력 에너지 도입에 집중하는 이유는 더욱 효율적이고 지속 가능한 방식으로 막대한 에너지를 공급할 수 있는 역량을 확보하기 위함이다. AI와 클라우드 서비스를 위한 컴퓨팅 인프라를 지원하는 데이터센터는 대규모 데이터를 저장하고 처리하기 위해 막대한 규모의 서버를 운영한다. 빅테크의 경우 데이터센터당 수십만대 이상의 서버를 보유하고 있다. 해당 서버를 비롯한 관련 장비를 운영하고 발생하는 열을 식히는 과정에서 대량의 전력이 요구된다. 특히 AI 경쟁의 가속화와 함께 전용 그래픽카드(GPU)와 신경망프로세서(NPU)등이 도입되며 전력 요구량은 더욱 가파르게 상승하는 추세다. 미국 에너지부에 따르면 글로벌 전기 사용량은 2050년까지 최대 75%까지 증가할 것으로 예측하며 증가하는 사용량의 상당수를 AI가 차지할 것이라고 분석했다. 특히 빅테크는 안정적이고 지속적인 전력을 확보할 수 있다는 점에서 원전의 필요성을 크게 느끼는 것으로 분석됐다. 태양광, 풍력 등의 재생에너지의 경우 자연환경에 많은 영향을 받는 만큼 전력을 안정적으로 유지하기 어려운 반면 원자력 발전은 안정적으로 24시간 연속으로 전력을 공급할 수 있는 에너지원 중 하나이기 때문이다. 국제에너지컨설팅기업 래디언트 에너지 그룹의 마크 넬슨 관리이사는 "시카고와 같은 도시만큼의 전력을 필요로 하는 새로운 데이터센터는 단순히 문제를 해결하기 위해 시설을 더 짓는 것으로는 부족하다"며 "안정적으로 끊임없이 공급해야 하는 데이터센터의 전력 요구를 이해해야 한다"며 빅테크의 원전 도입 이유를 설명했다. 또한 기업들은 원전을 통해 화력발전 등의 기존 전력수단을 대체하며 온실가스 배출을 최소화한다는 방침이다. 구글의 마이클 테렐 에너지 및 기후 부문 수석 이사는 "우리가 보고 있는 것은 원자력 에너지가 많은 이점을 가지고 있다는 것"이라며 "원자력 에너지는 탄소 없는 전기원이며 항상 켜진 채로 항상 작동할 수 있는 전기원으로 엄청난 경제적 영향을 제공한다"고 밝혔다.

2024.12.30 10:11남혁우

내년 기후변화 대응 기술개발에 2조7천496억원 투입

과학기술정보통신부가 내년 기후변화 대응 기술 개발에 총 2조 7천496억 원을 투입하기로 했다. 과기정통부는 14개 관계부처 및 12개 지자체와 공동으로 이 같은 '2025년도 시행계획'을수립, 추진한다고 15일 밝혔다. 근거는 '기후변화대응 기술개발 기본계획('23~'32)'이다. 이 계획안에는 향후 10년간 과학기술 혁신을 통한 기후위기 대응을 위한 추진방향을 담고 있다. 이 예산 투입은 전년 대비 3.9% 증가한 액수다. 예산 배정 특징은 기후변화 적응에 8.1%, 혁신 생태계 조성에 34.5% 늘었다. 다만, 세부 분야별 예산은 공개하지 않았다. 3대 전략적 주요 내용을 보면 무탄소에너지 생산 확대 전략 분야에서 ▲차세대 태양전지 ▲초대형 부유식 해상풍력 ▲혁신형소형모듈원자로 ▲차세대 이차전지 ▲수소 생산 및 저장·운송기술 ▲파력발전 등을 추진한다. 또 ▲바이오매스 기반 연료 및 제품 개발 ▲폐자원의 자원화 ▲이산화탄소 포집·저장·활용(CCUS) 기술 고도화 및 대규모 포집 기술 실증 ▲▲차세대 전력망·에너지망의 전력 저장 및 송배전 관련 신뢰성과 안전성 확보를 위한 기술 개발 등도 지속 예산을 투입한다. 기후변화 적응 분야에서는 ▲생태계·산림 등 기후 영향 취약성 평가 ▲극한 기후변화 및 재해 대비 농업생산기반의 안전관리 강화 ▲온실가스 공간정보지도 구축 ▲국가기후예측시스템 개발 ▲기후변화 감시·예측 기술 고도화 ▲물순환·산림·연안 재난재해 대응위한 기술개발 등을 지속 지원한다. 혁신생태계 조성 분야에서는 ▲배터리 안정성 평가 ▲미래원자력 기술개발을 위한 인프라 구축 ▲지역별 탄소중립체험관 운영 ▲글로벌 R&D 인력 양성 ▲기후기술 산업현장 수요 맞춤형 인력양성 등도 추진한다.

2024.12.15 12:01박희범

고려대-표준연-LG전자-SDT, 중성원자 양자컴퓨터 생태계 조성위해 연합체 결성

중성원자 양자컴퓨터 생태계 조성을 위한 연합체가 처음 결성됐다. 양자표준기술 전문기업 SDT(대표 윤지원)는 LG전자, 한국표준과학연구원(KRISS, 이하 표준연), 고려대학교와 함께 국내외 중성원자 기반 양자컴퓨터 기술 선도 및 생태계 활성화를 위한 산학연 공동연구 업무협약(MOU)를 체결했다고 10일 밝혔다. 이번 협약은 산학연 연계를 통해 국내 최고 전문가들이 함께하는 협력 체계를 구축, 중성원자 양자컴퓨터 기술의 연구개발과 상용화를 목표로 한다. 현재 전세계 양자컴퓨터 시장은 초전도체 및 이온트랩 기반 기술이 주도하고 있으나, 중성원자 기반 양자컴퓨터는 확장성과 안정성, 정밀한 제어가 강점으로 꼽히며 기술적 발전 가능성이 크다. 중성원자 기반 기술은 성숙한 레이저 및 광학 기술을 활용, 대규모 큐비트 운영에 적합한 특성을 지니고 있어 차세대 양자컴퓨터의 유망한 플랫폼으로 주목받고 있다. 이번 산학연 공동연구를 통해 광학 설계 등 중성원자 기반 양자컴퓨터 기술의 연구개발, 하드웨어 및 소프트웨어 개발, 제조·생산 기술 확보 등 상용화를 위한 기반 구축에 힘을 모을 예정이다. 또한, 연구개발 성과에 대한 대내외 홍보 등은 물론 글로벌 연구기관 및 기업과의 파트너십 전략 수립, 전문인력 양성 등 국내 양자기술 경쟁력 강화를 위한 긴밀한 협력체계를 마련해 나가기로 했다. 표준연과 고려대 연구팀은 중성원자 기반 QPU(양자처리장치) 연구개발을 담당한다. LG전자는 미들웨어 개발 및 기술 통합, SDT는 하드웨어 개발과 클라우드 서비스 제공 외 양자컴퓨팅 생태계 상용화를 위한 전략 수립을 담당할 계획이다. LG전자 김성혁 수석연구위원은 “이번 협력을 계기로 양자기술 상용화 및 양자 생태계의 확장을 위해 적극 참여하고 지원할 것”이라며, “지속 가능한 미래를 위한 기반 마련을 위해 기여할 계획"이라고 말했다. 이호성 표준연 원장은 “올해 100 큐비트급 중성원자 양자컴퓨터 원천기술을 개발하는 데 성공했다”며, “양자컴퓨터의 상용화를 위해선 다양한 기술 플랫폼 확보가 필수적인 만큼 이번 산학연 공동 연구개발을 적극 지원해 나갈 것"이라고 밝혔다.

2024.12.10 17:34박희범

IBS 양자변환연구단 "나노미터, 펨토초, 나노전자볼트 단위 양자 연구"

광주과학기술원(GIST, 총장 임기철)은 5일부터 7일까지 사흘간 본원에서 기초과학연구원(IBS) 양자변환연구단(단장 김유수·GIST 화학과 교수) 킥오프 심포지엄을 개최한다. 이날 행사는 일본 과학기술계 3대 조직 가운데 하나인 ▲자연과학종합기구 마키 카와이(Maki KAWAI) 원장 ▲일본 이화학연구소(RIKEN·리켄) 중진 연구자 타헤이 타하라(Tahei TAHARA) 박사 ▲도쿄대 응용화학과 타케시 야나기다(Takeshi YANAGIDA) 학과장 ▲물성연구소 준 요시노부(Jun YOSHINOBU) 전 부소장 등이 참석한다. 자연과학종합연구소는 일본 정부출연연구기관들이 모여 있다. 김유수 IBS 양자변환연구단(QCR) 단장은 "지난 9월 연구단을 오픈하고, 처음으로 연구를 시작하는 의미의 심포지엄"이라며 "양자 상태 간의 상호작용을 정량적으로 계측하고 제어하는 혁신적 방법론을 기반으로 에너지 변환 및 물질 변환의 근본 원리를 탐구해 나갈 계획"이라고 설명했다. 김 단장은 QCR 목표에 대해 "분광법을 이용한 공간 분해능(나노미터 이하), 시간 분해능(10의 마이너스 15승, 펨토초 단위), 에너지 분해능(1나노전자볼트 이하)으로 원자나 분자를 관찰하고, 양자의 상호작용 등 기능을 이해하는 연구를 진행한다"고 덧붙였다. 이를 바탕으로 물질의 양자 변환 현상에 의해 발현되는 혁신적인 기능과 물성을 창출하는 것을 연구하겠다는 것이다. 첫날인 5일 저녁에는 GIST 오룡관 로비에서 리켄·도쿄대학교·중국과학원 소속 연구자와 20명의 도쿄대 학생들, 그리고 GIST 학생들의 포스터 발표가 진행된다. 베스트 포스터 어워드 시상도 준비했다. 둘째 날인 6일에는 마키 카와이 자연과학종합기구 원장의 기조연설을 시작으로 김유수 단장이 이번 행사와 양자변환연구단에 대해 소개한다. 또 한중일 연구자들의 발표도 예정돼 있다. 마지막날인 7일에는 IBS 양자변환연구단 연구자들과 도쿄대 학생들의 연구 교류 및 네트워킹을 위한 프로그램이 마련되어 있다. 김유수 단장은 “IBS 양자변환연구단을 구심점으로 앞으로 활발히 진행될 GIST와 리켄, 도쿄대와의 연구협력 관계가 기대된다"며 "이번 행사를 계기로 국제적 연구 네트워크를 구축하는 기회가 될 것"이라고 말했다.

2024.12.04 11:22박희범

MS, 세계 최초 양자컴퓨터 논리적 큐비트 24개 달성…상용화 눈앞

마이크로소프트가 세계 최초로 24개의 논리적 큐비트를 얽힘 상태로 구현했다. 양자컴퓨팅 분야에 새로운 기술 이정표를 달성하며 상용화 단계에 한 발짝 다가갔음을 시사한다. 크리스타 스보어 마이크로소프트 첨단 양자 개발팀 리더는 19일(현지시간) 미국 시애틀에서 열린 연례 개발자 컨퍼런스 '마이크로소프트 이그나이트 2024'에서 양자컴퓨팅 분야 성과를 발표했다. 마이크로소프트는 아톰컴퓨팅과 협업을 통해 중성 원자를 기반으로 24개의 논리적 큐비트를 만드는데 성공했다. 또 논리적 큐비트에서 오류를 감지 후 수정하고 계산을 수행하는 기능도 확보하며 큐비트의 기본 오류율을 41.5%에서 9.5%로 낮췄다. 크리스타 스보어 리더는 "이번에 구축한 양자컴퓨터는 양자 클라우드 컴퓨팅 서비스인 애저 퀀텀 플랫폼과 양자 컴퓨팅 연구를 위한 애저 엘레멘츠를 안정적으로 지원한다"며 "과학적 연구와 산업적 활용 모두 지원할 수 있다"고 밝혔다. 마이크로소프트는 24개의 논리적 큐비트가 모두 논리적으로 얽히는 상태를 구현하며 역대 최대 기록을 달성했다. 캣 상태라고도 하는 얽힘 상태는 큐비트가 중첩되는 것으로 양자컴퓨터 구현을 위한 필수적으로 요구되는 기술이다. 해당 상태를 가장 큰 규모로 성공함에 따라 앙쟈컴퓨터의 상용화를 위한 기술이 일보 발전한 것으로 평가된다. 크리스타 스보어 리더는 이번 성과를 낼 수 있었던 요인으로 중성 원자 큐비트를 지목했다. 전하를 띠지 않는 중성 원자는 전하를 띄고 있지 않아 서로 간섭하지 않으므로 밀집된 배치가 가능하며, 전기적 잡음에 덜 민감해 안정적인 양자 연산이 가능하다. 특히 개발에 참여한 아톰컴퓨팅의 중성 원자 큐비트는 99.6%의 이중 큐비트 게이트 정확도를 기록하며, 높은 수준의 오류 수정이 가능함을 입증한 바 있다. 이번에 발표된 양자 컴퓨팅 시스템은 오늘부터 사전 주문 가능하며 내년부터 정식 서비스될 예정이다. 이 시스템은 화학, 재료 과학, AI 모델 학습 등 다양한 분야에서 복잡한 문제를 해결할 수 있는 도구로 사용될 전망이다. 또 최근 급격하게 성장 중인 새로운 AI 모델 학습 데이터를 생성하는 데 활용될 수 있다. 벤 블룸 아톰컴퓨팅의 창립자이자 최고경영자(CEO)는 "마이크로소프트와의 협력을 통해 논리적 큐비트를 상업적 양자컴퓨터 수준으로 다가가는 중요한 이정표를 세웠다"며 "이 시스템은 화학, 재료 과학 등 여러 분야에서 빠른 진전을 가능케 할 것"이라고 말했다. 크리스타 스보어 리더는 "점차 양자 컴퓨팅이 실질적인 과학적 및 산업적 문제를 해결할 수 있는 도구로 자리 잡고 있다"며 "논리적 큐비트와 애저 퀀텀 플랫폼의 결합은 이를 가속하는 계기가 될 것"이라고 강조했다.

2024.11.20 08:26남혁우

세계적 양자석학 알랭 아스페 교수 "한국 기업·대학과 전방위 협력"

지난 2022년 노벨 물리학상을 수상한 세계적인 양자 석학 알랭 아스페 파리 에콜폴리테크닉 교수가 한국을 찾았다. 과학기술정보통신부는 양자석학 중 한 명인 알랭 아스페(Alain Aspect) 교수와 22일 국가과학기술자문회의 회의장에서 간담회를 가졌다고 밝혔다. 이날 간담회에는 박상욱 대통령실 과학기술수석비서관과 알랭 아스페 교수를 비롯한 과기정통부 조현숙 양자과학기술산업반장, 파스칼사 관계자 등이 참석했다. 알랭 아스페 교수는 광자 간의 얽힘을 통해 벨의 부등식 원리를 발전시킨 공로로 존 클라우저, 안톤 차일링거와 함께 2022년 노벨물리학상을 공동 수상했다. 그는 프랑스 중성원자 양자컴퓨팅 기업인 파스칼사를 공동 설립한 기업가다. 지난 2006년 한-불 수교 120주년 기념 해외석학 초청강연 계기로 한국을 찾은바 있다. 이번 면담에서는 미래 산업·안보의 게임체인저로 주목받는 양자과학기술 분야의 향후 발전전망 등에 대한 알랭 아스페 교수의 견해와 파스칼의 비즈니스 계획 등의 얘기가 오갔다. 과기정통부 측에서는 우리나라 양자 관련 정책과 생태계 현황을 소개한 뒤 향후 상호간 협력의 중요성을 강조했다. 알랭 아스페 교수는 "한국 정부의 양자분야에 대한 지원이 인상 깊었다"며 "경쟁력 있는 한국의 기업, 대학들과 인력양성부터 산업화까지 다방면에 걸쳐 협력을 확대해 나가길 희망한다"고 말했다. 박상욱 과학기술수석은 “한국은 AI, 바이오와 함께 3대 게임체인저의 하나인 양자과학기술에 대한 지원을 크게 확대하고 있다"며 "양자분야 연구자 커뮤니티는 아직 크지 않지만 우수한 연구자와 경쟁력있는 기업들이 많다”고 밝혔다. 박 수석은 “내년부터 호라이즌 유럽의 준회원국으로 가입하기 때문에 유럽 국가 중 특히 프랑스와의 협력이 중요해질 것으로 본다"며 "양자컴퓨팅 선도기업인 파스칼과 우리나라 대학, 연구계 및 기업과의 협력이 활발히 이루어지길 기대한다”고 언급했다.

2024.10.22 23:00박희범

정부, 필리핀과 공급망·원전 협력 강화 합의

정부가 필리핀과 공급망·원전 협력을 강화하기로 했다. 7일(현지시간) 윤석열 대통령 내외의 필리핀 국빈 방문과 한-필리핀 정상회담을 계기로 산업통상자원부와 한국수력원자력(대표 황주호)은 양국 정상이 임석한 가운데 필리핀 통상산업부·환경천연자원부와 공급망을, 필리핀 에너지부와 원전 분야 협력을 강화하기 위한 협약을 체결했다. 산업부는 이날 '핵심 원자재 공급망 협력 MOU'를 계기로 니켈(생산량 세계 2위)·코발트 등 광물자원부국 필리핀과 공급망을 강화해 나갈 계획이다. 산업부는 최근 미·중 전략 경쟁, 글로벌경제 분절화 등 급변하는 통상환경 속에서 양국의 상호호혜적인 공급망이 구축되고 급작스런 공급망 교란 상황에도 공동 대응할 수 있을 것으로 기대했다. 한수원은 필리핀 에너지부와 '필리핀 바탄원전 건설 재개 타당성조사 협력 MOU'에 서명, 1986년 이후 중단된 바탄 원전 건설 재개 관련 경제성·안전성 등 사업 추진 타당성을 조사할 계획이다. 이날 오후 한국경제인협회와 필리핀상공회의소 주관으로 양측 경제계 인사 300여 명이 참석한 가운데 열린 '한-필리핀 비즈니스 포럼'에서 원전·에너지, 건설·인프라, 항공정비·방산, 농업, 유통 분야 등 총 13건의 기업과 경제단체 간 MOU를 교환했다. 원전·에너지 분야에서는 원자력 기술·가스복합 발전 등에서 총 3건의 협약이 체결됐다. 특히 국내 대표 플랜트 기업과 필리핀 최대 민간발전사 간 체결된 2건의 협약을 계기로 에너지산업 전반에 걸쳐 협력이 본격화할 전망이다. 스마트시티, 인력·정보 교류 등 건설·인프라 분야에서도 총 4건이, 항공정비·방산, 농업, 유통 등에서도 총 5건의 MOU가 성사됐다. 산업부는 이날 성사된 기업과 경제단체 간 MOU가 실질적인 성과로 이어질 수 있도록 적극 지원할 예정이다.

2024.10.07 17:27주문정

양자표준 선도기업 SDT, "100억 원 프리-IPO 투자 유치"

양자표준기술 전문기업 SDT(대표 윤지원)가 신한벤처투자로부터 100억원 규모의 Pre-IPO 투자 유치에 성공했다고 28일 밝혔다. 이번 투자 유치는 전세계 산업 현장 내 양자기술 도입이 본격화되며 더 이상 과학의 영역이 아닌 양자공학으로 진화, 발전해 나가고 있는 양자시장에서 혁신적 기술 상용화의 성과들을 입증해 온 SDT의 기술력과 잠재력을 인정받은 것으로 평가됐다. SDT는 정부의 적극적인 R&D 지원을 통해 양자컴퓨터 제조에 필요한 양자 제어장비(얽힘, 중첩을 제어하는 필수장비) 상용화에 성공했다. 특히 △초전도체 △중성원자 △이온 트랩 △실리콘 스핀 △다이아몬드 NV 센터 등 다양한 물리 플랫폼을 아우르는 호환성과 기술 노하우를 보유했다. 양자 컴퓨팅 글로벌 생태계 내 풍부한 파트너십과 기술 전반의 광범위한 지식재산권(IP)을 보유한 것도 SDT가 국내 양자산업 생태계를 대표하는 양자 컴퓨터 제조 기업으로 자리매김하는 원동력이 됐다. SDT는 올 연말 국가 슈퍼컴퓨팅 센터를 보유한 한국과학기술정보연구원(KISTI)과 공동으로 한국형 양자컴퓨팅 클라우드 서비스를 처음 공개할 예정이다. 최근에는 국내 연구기관과 실리콘 스핀 및 다이아몬드 NV 센터 기반 QPU와 클라우드 서비스 연동 등 풀스택 양자 컴퓨터 및 양자 클라우드 상용화에도 적극 나서고 있다. SDT는 이번 투자유치를 계기로 정부 지자체와 함께 한국 최초의 상용화된 양자컴퓨터 제조 및 클라우드 서비스를 위한 양자컴퓨팅 데이터센터 구축에 나설 계획이다. 이와 함께 국방, AI, 제약 및 화학 등의 산업분야에서 양자 상용화 기술 도입에 속도를 낼 계획이다. SDT는 매년 수조원 대의 투자에 나서고 있는 미국, 중국 등에 비해 뒤쳐져 있는 양자컴퓨터와 암호통신분야 국가 안보기술 경쟁력 확보를 위해 국방부 등과도 긴밀하게 협력해 나간다는 계획이다. SDT는 당초 200억 원 규모로 투자를 유치할 계획이었다. 이에 따라 나머지 100억 원은 글로벌 해외기업 및 기존주주들로부터 투자받아 조만간 마무리한다는 복안이다. SDT는 이외에 국내외에서 주목받고 있는 대표적인 물리 플랫폼 기반의 양자컴퓨터 개발에도 박차를 가할 계획이다. 우선 오는 2026년 상반기까지 64 큐비트 초전도체 양자컴퓨터 개발을 진행한다. 중성원자 양자컴퓨터 경우 2025년 상반기까지 3D 배열 개발을 완성, 2026년 상반기까지 소프트웨어와 알고리즘 개발을 완료한다는 계획이다. 2027년 상반기까지는 20 큐비트 실리콘스핀 양자컴퓨터 개발, 그리고 광집적회로(PIC, Photonic Integrated Circuit) 양자컴퓨터 개발을 위해 2027년 상반기까지 가우스 보손 표본추출(Gaussian Boson Sampling) 문제를 해결할 수 있는 단계에 도달한다는 목표를 세웠다. 이번 투자결정과 관련, 신한벤처투자 조재호 상무는 “SDT는 검증된 양자컴퓨터 장비 제조 역량을 바탕으로, 국내 유일의 양자컴퓨터 전문 스타트업으로서 시장을 선도하고 있다”며 “선도적 기술력과 양자산업 생태계 내 리더십을 바탕으로, 국내는 물론 해외시장에서도 그 가능성을 발현해 나가길 기대한다”고 전했다. 윤지원 SDT 대표는 “이번 투자유치로 SDT의 기술력과 시장 잠재력이 입증됐다. 특히, 양자공학이 더 이상 과학의 영역에 머무르지 않고 산업 전반에서 실질적인 가치를 창출할 수 있음을 보여줬다는 점에서 그 의미가 크다”며, “SDT는 한국형 양자컴퓨팅 생태계 구축을 위한 선도적 역할과 글로벌 시장에서의 경쟁력 확보를 위한 본격적인 행보를 치밀하게 준비해 나갈 것”이라고 말했다.

2024.08.28 15:39박희범

2036년엔 전력 걱정 "뚝"…'고온가스로' 개발 '시동'

우리나라가 추진 중인 차세대 원자로 중의 하나인 고온가스로를 민관협력으로 개발하는 대규모 프로젝트에 시동이 걸렸다. 시운전 개시는 2036년이다. 과학기술정보통신부는 한국원자력연구원과 포스코이앤씨, 대우건설, 스마트파워, SK에코플랜트, 롯데케미칼 등 민간기업과 공동으로 고온가스로 개발에 본격 착수한다고 31일 밝혔다. 과기정통부는 지난 6월 민관합작 차세대 원자로 개발 프로젝트에 올해 60억 원을 배정한 바 있다. 고온가스로는 헬륨을 냉각재로 쓴다. 세라믹 3중 코팅 핵연료 사용으로 안전성을 높인 열공급 중심 선진원자로(Advanced Reactor)다. 고온가스로는 냉각재로 물이 아닌 헬륨을 사용하는 비경수형 선진원자로(Advanced Reactor)이다. 상용 대형원전은 발전을 통해 전기를 생산하지만, 고온가스로는 700~950℃의 높은 열을 발생시키기 때문에 △석유정제 △수소생산 △해수 담수화 △지역난방 등 고온열을 활용하는 다양한 산업에 활용될 수 있다. 고온가스로에 사용하는 핵연료는 세라믹으로 3중 코팅돼 1천600℃ 이상의 고온에서도 안정적이다. 별도 냉각 시스템, 물, 전원 없이 공기에 의해 냉각이 가능하다. 이러한 목적으로 연구 초기에는 300㎿이상의 대형 원전급으로 기술 개발을 추진해왔다. 최근 추세에 따라 소형화로 전환했다. 시운전 개시 목표년도는 2036년이다. 기본설계는 4년 걸려 2027년께 마무리된다. 건설 착수는 2031년이다. 이번 사업에서는 한국원자력연구원이 원자로 설계를 수행한다. 포스코이앤씨, 대우건설, 스마트파워가 플랜트 설계에 참여한다. 또한 조기 상용화를 위해 SK에코플랜트와 롯데케미칼이 설계에 참여했다. 포스코이앤씨는 포스코 그룹 철강산업과 연계한 신사업 창출을, SK에코플랜트는 고효율 고온수전해 수소생산 사업화를, 롯데케미칼은 석유화학산업의 탄소중립에 기여할 것을 기대했다. 한편 차세대 원자로 발전 방식에는 노형에 따라 경수로를 활용하는 스마트 원자로와 소듐냉각고속로, 고온가스로, 용융염로, 히트파이트원자로 등이 있다. 이창선 공공융합연구정책관은 “차세대 원자로 조기 확보를 위해서는 민관과 함께하는 전략이 필요하다”며, “민간 참여를 지속 확대하는 정책을 적극 추진해 나가겠다”고 밝혔다.

2024.07.31 12:29박희범

'암흑전자' 첫 확인..."혁명적 고온초전도 구현 기대감"

고체 물질 속에서 빛으로 관측할 수 없던 '암흑전자' 존재가 세계 처음 확인됐다. 그동안 설명 불가능했던 양자현상에 대한 단서를 제공할 수 있어 과학기술계는 40년간 풀리지 않던 고온초전도의 전자 메커니즘 규명이 가능할 것으로 기대했다. 과학기술정보통신부는 연세대학교 김근수 교수 연구팀이 국제 공동연구(미국·영국·캐나다)로 세계 처음 고체 물질 속에서 빛으로 관측할 수 없는 '암흑 전자'의 존재를 규명했다고 29일 밝혔다. 이 연구는 과기정통부 기초연구사업(글로벌 리더연구)의 지원을 받았다. 연구 성과는 국제학술지 '네이처 피직스(Nature Physics)'(29일자)에 게재됐다. 그동안 과학기술계는 원자들이 규칙적으로 배열된 고체 물질 속에서 전자는 암흑 상태로 존재하는 것이 불가능하다고 여겨왔다. 암흑 상태는 빛을 흡수하거나 방출하지 않아 관측이 어려운 상태를 말한다. 4년전 첫 예측 뒤 규명방법 모색…결국 구리 산화물에서 암흑 전자 확인 연구팀은 4년 전, 같은 종류의 원자가 한 쌍으로 대칭을 이룰 때 발생하는 양자 간섭을 연구하던 중, 이를 두 쌍으로 확장하면 어떤 조건에서도 관측이 불가능한 암흑 상태의 전자가 존재할 것으로 추측했다. 이후 고민을 거듭한 연구팀은 전자의 암흑 상태를 설명하는 모델을 고안했다. 방사광가속기를 활용해 고온초전도체 구리 산화물에서 관측할 수 없었던 전자가 암흑 상태에 해당함을 밝혀내는 데 성공했다. 이는 고체 물질 속에서도 전자들이 암흑 상태로 존재할 수 있음을 규명한 세계 최초의 결과다. 또한 고체 물질 속 전자가 암흑 상태로 존재할 수 있는 핵심 요인이 구성 원자들의 독특한 배열에 있다는 사실도 밝혀냈다. 고체 물질을 구성하는 원자들은 미세한 단위 구조가 규칙적으로 반복되는 형태로 배열돼 있다. 이 단위 구조에는 같은 종류(원소)의 원자가 네 개 존재한다. 또 이들의 위치가 두 쌍씩 짝을 지어 4가지 형태로 '미끌림 거울 대칭성'을 갖는다. 미끌림 거울 대칭성은 어떤 물체나 패턴을 특정 방향으로 이동시켰을 때, 그 모양이나 배열이 변하지 않는 특성을 말한다. 네가지 형태 중 한 경우에는 전자 파동이 모두 한 방향을 향해 보강 간섭이 일어나고, 관측 가능한 광명 상태(bright state)가 된다. 반면 나머지 세 종류의 경우에는 두 전자 파동은 위를 향하고, 두 전자 파동은 아래를 향하기 때문에 상쇄 간섭이 발생해 어떠한 측정 조건(빛의 에너지, 편광, 입사 방향 등)에서도 관측할 수 없는 암흑 상태(dark state)의 전자가 형성되는 것이다. 양자현상 이해할 단서 제공 가능 연세대 김근수 교수는 “고체 속 암흑 전자의 존재 규명은 보이지 않는 존재를 인식했다는 차원을 넘어, 그 존재를 모를 때 설명할 수 없었던 양자현상을 이해하는 단서를 제공할 수 있다”고 설명했다. 김 교수는 또 “이번 성과를 바탕으로 현대 물리학의 40년 난제인 고온초전도의 비밀을 푸는 데 도전할 계획”이라고 밝혔다. 현대 물리학의 난제가 바로 고온초전도 현상이다. 대표적인 고온초전도체인 구리산화물의 전자를 빛으로 측정하면 이론 예측과는 달리 일부 전자가 보이지 않는 현상이 지난 40년간 풀리지 않는 의문이었다. 초전도가 나타나는 온도를 상온까지 끌어 올리면 에너지, 발열 방지, 운송, 의료 등에 혁명적 변화를 가져올 수 있다.

2024.07.29 23:34박희범

SMR 민간 주도 조기 사업화…민간 참여 i-SMR 법인 설립 추진

소형모듈원전(SMR)을 민간 주도로 조기 사업화하기 위해 발족 1년을 맞은 SMR얼라이언스를 정식 협회 성격의 사단법인으로 재편한다. 산업통상자원부는 3일 서울 더플라자 호텔에서 'SMR 얼라이언스 1주년 총회'를 개최하고 민간의 원전시장 참여 확대 등을 포함한 'SMR 선도국 도약 전략'을 공유했다. 또, 지난 1년간 얼라이언스 활동의 성과인 SMR 사업개발 전략과 제도정비를 위한 제언이 이어졌다. SK 등 44개 회원사는 이를 보다 구체적으로 지원해 나가기 위해 현 얼라이언스를 정식 협회 성격의 사단법인으로 재편하기로 했다. 최남호 산업부 제2차관은 “SMR 산업 활성화를 위해 안전성을 최우선 가치로 유지하면서, 유연하고 효율적인 민간의 역량 강화를 적극 지원하겠다”고 밝혔다. 얼라이언스 회장인 장용호 SK 대표는 “탄소중립 달성 및 반도체·AI 데이터센터 등 첨단 산업에 적용될 에너지원으로써 SMR에 거는 기대가 크다”며 국민 수용성 확보와 인허가 제도 정비 등 향후 당면한 과제도 언급했다. 이어진 본 행사에서 회원사들은 제11차 전력수급기본계획 내 SMR 반영 등 사업화 여건이 조성됨에 따라, SMR 시장에서 민간이 주도적 역할을 해 나가기 위해 향후 SMR 얼라이언스를 협회 형태로 전환하겠다는 비전을 선포했다. SMR 협회는 국내·외 다양한 SMR을 활용한 사업을 수행하려는 기업 목소리를 정부·국회 등에 전달할 창구가 될 전망이다. 연내 준비를 마치고 내년 상반기에 출범할 예정이다. 산업부는 SMR 선도국으로 도약하기 위한 정책 방향도 공유했다. 주요 전략으로 ▲한국형 i-SMR 건설 및 운영 지원 ▲SMR 활용 민간 비즈니스 촉진 ▲파운드리 구축 ▲인프라 정비를 제시했다. 특히 현재 개발 중인 혁신형 SMR(i-SMR)의 초도호기 건설·운영에 필요한 '실증지원 사업' 추진과 민간 합작형태 사업화 법인(가칭 'i-SMR 홀딩스') 설립, SMR 포함 원전산업 투자를 위한 800억원 규모 정책펀드 조성 등의 계획을 밝혔다. 산업부는 SMR 확산을 계기로 그간 공공 독점 형태였던 국내 원자력발전 산업의 사업개발·마케팅 등 분야에서 민간의 창의적인 역량이 발휘될 수 있는 기회가 창출될 것으로 내다봤다.

2024.07.03 16:17주문정

KAIST, 뉴로모픽 컴퓨팅 신뢰성·속도 실험실 수준 '개선'

국내 연구진이 뉴로모픽 컴퓨팅의 신뢰성과 속도를 일부 개선했다. 뉴로모픽 소자 상용화에 기여할 전망이다. KAIST는 전기및전자공학부 최신현 교수 연구팀이 한양대학교 연구진과 공동으로 차세대 메모리 소자의 신뢰성과 성능을 높일 수 있는 이종원자가 이온 도핑 방법을 개발했다고 21일 밝혔다. 이종원자가 이온(Aliovalent ion)은 원래 존재하던 원자와 다른 원자가(공유 결합의 척도)를 갖는 이온을 말한다. 연구팀은 기존 차세대 메모리 소자의 가장 큰 문제인 불규칙한 소자 특성 변화를 개선하기 위해 이종원자가 할라이드(halide) 이온을 산화물 층 내에 주입하는 방법을 찾았다. 이 결과 소자 동작의 균일성, 동작 속도, 그리고 성능이 '주목할 만큼' 향상됐음을 실험적으로 확인했다. KAIST 배종민 연구원(석사과정)은 "신뢰성 문제는 어느 정도 해결한 것으로 본다"며 "그러나 뉴로모픽 소자가 상용화 되기 위해서는 뉴로모픽 소자의 회로단에서 아날로그를 디지털 값으로 변환하는 보틀랙 발생 등 여러 문제를 먼저 해결해야 할 것"이라고 말했다. 최신현 교수는 "이번에 밝혀낸 성능 향상 원리를 다양한 반도체 소자에 응용할 수 있을 것"으로 내다봤다. 이 연구는 KAIST 전기및전자공학부 배종민 석사과정, 한양대학교 권초아 박사후연구원이 공동 제1 저자로 참여했다. 연구결과는 국제 학술지 `사이언스 어드밴시스(Science Advances)' 6월호에 게재됐다.

2024.06.21 09:53박희범

빌 게이츠 "소형원전 공급처 확보…러시아 제재 영향 없다"

소형모듈원자로(SMR) 전문회사 테라파워를 설립한 빌 게이츠가 핵심 원료인 우라늄을 확보했다고 밝혔다. 이에 따라 오는 11월 미국 대통령 선거에서 어떤 후보가 당선되더라도 SMR 건설에는 큰 영향이 없을 것이라고 강조했다. 16일(현지시간) 미국 CBS방송 페이스 더 네이션에 출연한 빌 게이츠는 영국·남아프리카를 비롯해 미국·캐나다 광산과 우라늄 공급 계약을 체결함에 따라 SMR 프로젝트를 예정대로 진행할 수 있게 됐다고 말했다. 마이크로소프트 창업자 빌 게이츠가 설립한 테라파워는 지난 10일 미국 와이오밍주 케머러에서 차세대 SMR 착공식을 열고 4세대 SMR 원자로 구축을 위한 제반 공사에 돌입했다. 테라파워는 지난 3월 미국 규제당국인 원자력규제위원회(NRC)에 나트륨 원자로 건설 허가를 신청하는 등 SMR 구축을 위한 작업을 진행해 왔다. SMR 핵심 원료인 우라늄은 그 동안 러시아가 주 공급국이었다. 하지만 조 바이든 미국 대통령이 지난달 13일 러시아산 우라늄의 미국 수입을 금지하는 법안에 서명하면서 수급에 제동이 걸렸다. 그 여파로 빌 게이츠가 야심적으로 추진했던 SMR 구축 전망이 불투명해졌다. 빌 게이츠는 “러시아와 우크라이나의 전쟁으로 인해 글로벌 시장의 역학관계가 바뀌면서 원료 공급에 차질이 발생했다”고 이전 상황을 설명했다. 그는 “하지만 영국과 남아프리카공화국의 우라늄 공급 기업을 비롯해 미국과 캐나다의 광산에서 우라늄을 공급받을 수 있게 되면서 프로젝트를 진행할 수 있게 됐다”며 “다만 프로젝트 완공 2028년에서 2030년으로 연기됐다”고 밝혔다. 빌 게이츠는 우라늄 공급처의 변경으로 오는 11월 예정된 대선결과에 상관없이 SMR 구축 프로젝트가 계속될 것을 매우 확신한다고 전망했다. 그는 “우라늄 수급에 대한 우려가 사라지면서 민주당은 청정 에너지원의 가치를 높게 평가하고, 공화당은 에너지 안보에 관심을 가질 수 있게 됐다”며 “이 프로젝트는 내가 진행하는 모든 기후관련 프로젝트 중 가장 초당적인 에너지를 가지고 있다”고 설명했다. 테라파워의 프로젝트는 미국 내 첫 SMR 사업으로 총사업비가 약 40억 달러(약 5조 5천억 원)에 이를 것으로 알려졌다. 사업비의 절반은 미국 에너지부(DOE)가 지원할 방침이다. 약 25만 가구가 동시에 사용할 수 있는 354메가와트(MW)의 전력 생산을 목표로 하며 2030년까지 실증단지를 완공하고 상업운전까지 돌입할 예정이다. 실증단지는 미 서부 6개 주에 전력을 공급하는 퍼시피코프 내 석탄화력발전소 부지에 마련된다. SMR은 기존 원전에서 발전 용량과 크기를 줄인 소형 원전이다. 4세대 비경수형 원자로는 물 대신 액체금속, 가스 등을 사용한다. 원자로는 높은 온도에서 작동될수록 발전 효율이 높아지고 경제성도 향상되는데, 물을 사용하지 않는 4세대는 이전 세대보다 월등히 높은 온도에서 가동이 가능하다. 물을 사용하지 않아 유사 시 오염수가 발생할 우려도 없다. 테라파워의 SMR은 끓는 점이 880℃로 높은 소듐(나트륨)을 냉각재로 이용한 고속로로 발전 출력을 높이면서도 폐기물이 적고 안정성이 우수하다. 국내 SK와 SK이노베이션도 지난 2022년 테라파워에 2억5000만 달러(당시 약 3천억 원)를 투자해 선도 투자자 지위를 확보하고 있다. 빌 게이츠는 "원자력은 기후를 넘어서는 이점이 있다”며 “지금까지 10억 달러(약 1조 원)에 달하는 비용을 투자했지만 앞으로 수십억 달러를 추가 투자하는 것을 고려하고 있으며 이를 위한 준비를 마쳤다”고 밝혔다.

2024.06.17 15:45남혁우

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