임계온도 높은 초전도체 MgB₂1㎞급 선으로 제조 성공

임계온도 높은 초전도체 MgB₂1㎞급 선으로 제조 성공
원자력연-㈜삼동 "산업 응용 수준 달성…5년 후 상용화 전망"

(대전=연합뉴스) 이주영 기자 = 한국원자력연구원(KAERI)은 전기소재 중견기업 ㈜삼동과 공동연구로 초전도 임계온도(절대온도 39K = -234℃)가 높은 초전도물질 이붕화마그네슘(MgB₂)을 길이 1㎞급 초전도선으로 만드는 데 성공했다고 31일 밝혔다.

이붕화마그네슘은 마그네슘과 붕소가 1대2로 배합된 화합물로 39K에서 초전도체가 된다. 고가의 액체 헬륨 없이 냉동기만으로도 초전도 상태를 만들 수 있어 차세대 전력 및 의료기기 핵심소재로 주목받고 있다. 현재 자기공명영상장치(MRI) 등에 사용되는 초전도물질(NbTi)은 임계온도가 9K(-264℃)로 매우 낮아 고가의 냉매인 액체 헬륨을 사용해야 하는 만큼 비용이 많이 든다.
초전도선은 극저온인 초전도 임계온도 이하에서 전기저항이 없어지는 초전도 현상을 이용, 손실 없이 전류를 흘려줄 수 있기 때문에 MRI 등 의료기기는 물론 핵융합 실험장치 등 초전도 현상을 이용하는 기기와 연구에 없어서는 안 될 필수 소재다.
초전도 전력기기에는 최소 1㎞ 이상의 초전도선이 필요하지만 그동안 국내에는 분말 형태인 이황화마그네슘 초전도 원료를 가늘고 충분히 긴 선으로 만드는 기술이 없었다. 가공과정에서 발생하는 경화현상으로 부서지고 끊어지기 때문이다.
연구진은 이황하마그네슘 초전도 원료 분말을 두꺼운 금속관에 넣고 기계적으로 잡아당겨 늘이는 '파우더인튜브법'으로 이 문제를 극복, 산업화 수준인 두께 1㎜, 길이 1㎞의 초전도선으로 제작하는 데 성공했다.
연자력연 방사선과학연구소는 2014년 초전도선 공정특허와 노하우를 ㈜삼동에 기술 이전하고 공동으로 이황화마그네슘 초전도선 제조연구를 해왔다.
임인철 방선과학연구소장은 "이번 성과는 원자력연구원이 지속해서 추진해온 출연연·기업 협력연구의 결실"이라며 "앞으로 5년 후 상용화할 수 있도록 지속해서 협력해 나가겠다"고 말했다.
scitech@yna.co.kr
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