포스텍 출신 심지훈 박사 연구팀

핵에너지의 원료이자 원자폭탄의 재료로 ‘두 얼굴의 물질’로 불리는 플루토늄의 특성이 포스텍 출신 토종박사가 소속된 연구팀에 의해 규명됐다.

포스텍은 심지훈(31.미 러트거스대 물리학과 박사후연구원)박사가 소속된 러트거스대 연구팀이 플루토늄이 가진 다양하고 특이한 물성의 원인이 전자의 동역학(動力學)적인 요동 때문이라는 사실을 처음으로 규명하는데 성공했다고 29일 밝혔다.

이 연구결과는 세계적 과학저널인 ‘네이처(Nature)’지 3월29일자에 게재됐다.

플루토늄은 온도나 압력에 따라 최고 25%까지 부피가 변하고 공기 중에서 고온이 되면 산화가 빨리 진행되며 할로겐과 직접 반응해 화합물을 생성하는 등 특이한 물성을 가져 환경에 의해 쉽게 변화하기 때문에 장기간 안정적으로 보관하기 어려웠으며 지금까지 환경적 변화의 원인이 규명되지 않았다.

심 박사팀은 ‘동역학적 평균장 이론(Dynamical Mean Field Theory:DMFT)’을 이용해 플루토늄의 다양한 현상 원인이 원자가(原子價) 전자의 동역학적 요동 때문이라는 사실을 밝혀냈다.

이는 다양한 물질의 물성을 유한온도에서 파악할 수 있는 방법으로 기존의 ‘밀도범함수 이론(Density Functional Theory:DFT)’을 혁신적으로 보완할 수 있는 이론으로 평가받고 있다.

연구팀에 의해 플루토늄의 물성이 규명됨에 따라 위험물질로 분류되는 플루토늄의 안정적이면서도 보다 장기적인 보관이 가능하게 돼 방사성폐기물처분시설 등에 활용될 것으로 기대되고 있다.

포스텍은 1964년 개발돼 물리.화학.재료공학 등 다양한 분야에서 활용되고 있는 ‘밀도범함수 이론’은 극저온 물성 해석에만 적용돼 고온초전도체 등 신물질 연구에는 한계가 있었지만 이번에 개발된 방법론은 기존의 한계를 넘어 다양한 온도나 물질에서도 적용하도록 획기적으로 보완돼 신물질 개발과 물성연구에 크게 활용될 수 있을 것으로 전망된다고 설명했다.

연구논문의 제 1저자인 심 박사는 포스텍 물리학과에서 학사와 박사(통합과정) 학위를 받은 토종 박사 출신으로 2005-2006년 한국학술진흥재단의 해외 박사후연구원 연수 지원을 받아 현재 미국 러트거스대학에서 연수를 받고 있다.

(포항=연합뉴스) 임상현 기자 shlim@yna.co.kr
(끝)

<저작권자(c)연합뉴스. 무단전재-재배포금지.>