뮤온 검출기로 원자로 내부 촬영 가능

일본 후쿠시마(福島) 원전 사고 2년이 지난 지금까지 방사선 유출 때문에 원자로의 파손 정도를 조사하기 어려운 상황에서 우주선(線)을 이용해 안전한 거리에서 원자로 내부를 조사하는 계획이 추진되고 있다고 라이브사이언스 닷컴이 21일 보도했다.

지구 대기권에 쏟아지는 우주선 속의 고에너지 입자인 뮤온을 이용해 X-선 촬영과 같은 방식으로 원전 내부를 촬영하는 기술은 미국 로스 앨러머스 국립연구소(LANL)가 개발한 것으로 현재 LANL과 일본 전문가들이 이를 활용하기 위해 공동 작업 중이다.

LANL은 지난 2001년 9·11 테러 직후 화물 컨테이너 안에 숨겨진 우라늄이나 플루토늄 핵무기를 찾아낼 수 있는 뮤온 검출기를 개발했다.

200만분의 1초 동안만 존재하고 사라지는 뮤온이 핵물질을 통과할 때 일부 입자가 가로막혀 진행 속도에 변화가 생기는 것을 관찰하는 것이다.

LANL의 한 과학자는 “건물 밖에서 두께 2m의 콘크리트와 두께 20㎝의 강철을 투과해 원자로 핵심부를 들여다본다는 것은 허황하게 들릴지 모르지만 뮤온 검출기는 이미 1950년대부터 화산이나 피라미드 내부 관찰에 사용돼 온 것”이라고 설명했다.

그러나 LANL이 개발한 ‘뮤온 산란 방사선 촬영’ 기술은 원자로 안의 우라늄 연료봉과 물의 차이를 기존 기법보다 더 정확히 탐지하는 것으로 입증됐다.

산란 기술은 두 개의 검출기를 이용해 들어오는 뮤온과 나가는 뮤온을 각각 측정함으로써 소립자가 특정 물질과 만날 때 일어나는 매우 미묘한 차이를 측정할 수 있다.

연구진은 “우라늄 폭탄이나 차폐된 플라토늄을 찾기 위해 화물 컨테이너를 조사할 때 산란 기술이 훨씬 효과가 높다”면서 이런 원리는 원자로에서도 마찬가지이지만 문제는 장비 설치에 관한 공학적인 측면이라고 말했다.

이들은 장비 설치 장소 선정과 방사선 차폐를 위한 콘크리트벽 설치, 건설 인력의 방사선 장기간 노출 방지 등 어려움이 있긴 하지만 뮤온 검출기를 이용하면 파손된 원자로 건물의 잔해 크기와 위치, 원자로 압력용기에서 새 나와 밑의 콘크리트 수조에 떨어진 녹은 핵연료의 양 등을 측정할 수 있을 것이라고 설명했다.

일본 당국은 아직 이런 기술의 도입을 공식 승인하지 않고 있지만 후쿠시마 원전을 담당하는 도쿄전력(TEPCO)은 지난해부터 적극적으로 LANL 전문가들과 협의하고 있다.

연합뉴스