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한마당 테마) 미래원자력기술관 >공항내 공항내 조류퇴치기 개발

연구개발 배경
- 공항 주변 유해 조류로부터 귀중한 생명을 보호하고 항공기의 안전한 운항을 보장하기 효과적인 조류퇴치장비 개발이 필요함.
- 기존의 조류퇴치 장비인 음향 및 레이저장비는 대부분 고정형으로 학습효과로 인해 시간이 지나면 퇴치 효가가 저감됨.
- 조류의 움직을 탐지하여 음향송출 및 레이저를 방사하며, 조류 방향으로 돌진하는 반자율 이동로봇형 조류퇴치 장비를 개발함.

성과물의 우수성
로보트를 이용한 조류 퇴치기는 현재 개발공정의 90% 정도를 완성하였고 앞으로 남은 과제 기간 동안 약간의 보완을 통하여 완성도를 높이면 되는 실정이다. 우리나라에 주로 찾아드는 기러기, 오리, 까치 등의 조류에 대하여 시험을 한 결과 100%의 퇴치 효과를 보이고 있다. 현재 각 활주로에서 도입을 검토하고 있는 단계이다.

성과내용
<기술원리>
- 조류가 싫어하는 소리(천적음, 총소리 등)를 멀리 송출
- 청록색 레이저를 조류에 비추면 조류는 마치 막대기가 앞에 있는 것으로 착각하여 달아남.
- 조류를 향해 큰 이동로봇이 소리를 내며 돌진하게 힘으로써 조류에 위협을 가함.

<성과내용>
조류퇴치기 시제품 (1.4m * 1.2m * 1.4m) 및 이에 탑재되는 레이져, 방향성 스피커 등
- 반자율 이동로봇을 이용한 조류퇴치장비는 세계 최초 임.
- 국내특허등록 : 10-1142737

기대효과
항공기 사고를 줄임으로 연간 약 2,000억원의 효과를 기대함.
- 군 또는 민간공항에서 조류퇴치장비로 활용
- 국내 민·군 공항 뿐 아니라 국외 민·군 공항에 적용함으로써 수출 효과를 기대

에피소드
본 연구는 자연계를 잘 아는 분들(예 조류관련 기관) 및 생태 전문가의 도움을 받아 이루져야 하는 기술적 문제점을 가지고 있었다. 그런데 원자력 관련 연구기관에서 수행 한다는 것에 대해 반발이 심했지만 성공적으로 과제를 수행하여 현재 실전 배치를 눈앞에 두고 있다.
- 시험을 하기 위해 조류가 있는 장소와 조류가 모여드는 시간을 맞추는 것이 힘듬

국가 원자력연구개발 성과한마당2012

2012 Nuclear Science & Technology Festival

주제 : 보다 안전하고 더욱 풍요로운 세상을 만드는 원자력연구개발

일시 : 2012. 8. 30(목) ~ 9.2(일) 4일간

장소 : 서울 삼성동 코엑스Coex A Hall 3,4

주최 : 교육과학기술부

주관 : 한국원자력연구원, 한국연구재단

원자력에 대해서 더욱 자세히 알수 있는 기회!!

오는 2012년 원자력에너지에 대한 올바른 인식을 심어주고 원자력 대국민 축제의 장이 될 「국가 원자력연구개발 성과한마당2012」가 열립니다.

국가원자력연구개발성과한마당에 대해 더 자세한 부분은 아래에 블로그나 트위터 홈페이지를 방문해주세요.^^

블로그 : blog.naver.com/nuclear2012

트위터 : twitter.com/NuclearRnD

홈페이지 : http://www.nuclearstfestival.com/

한마당 테마) 미래원자력기술관 >양성자가속기개발 및 건설

연구개발 배경

미국, 일본, 유럽선진국들은 기술개발의 한계를 느끼고 원자, 분자단위를 다루는 기술을 개발하지 않고서는 첨단기술을 개발할 수 없다는 것을 알게 되어 가속기를 경쟁적으로 만들어 첨단기술을 개발하게 되었다.

우리나라 양성자가속기개발사업은 양성자가속기 개발을 통해나노, 재료, 정보, 에너지, 환경, 생명, 의료 및 기초과학등 중요 국가과학기술 발전기반을 확충하고, 21세기 원천기술을 개발하여 국가 산업경쟁력을 향상 시키고 공공의 복지증진을 위한 목적으로 2002년 21C프론티어사업으로 시작되었다.

사업목표

<양성자가속기연구센터 건설(경주건천, 2012.12)>

제1목표 : 100 MeV, 20 mA 선형 양성자가속기 개발,건조

제2목표 : 양성자 빔 이용기술과 가속장치 응용기술 확보

제3목표 : 국가핵심연구시설 구축 및 개발기술의 산업적활용

성과물의 우수성

양성자기반공학기술개발사업단에서 개발한 100MeV 양성자 선형가속기는 국내 기술로 개발한 국내 최초의 대용량 양성자 가속기임. 특히 저에너지 가속기인 대용량 RFQ는 미국과 일본에 이어 세계 세 번째로 성공한 기술임. 또한 사용자에게 20MeV 양성자 빔을 제공하기 위해 가속기 중간에 빔 인출 시스템을 둔 것이 특징임. 20MeV 및 100MeV 빔라인에서는 3개의 표적실을 동시에 사용할 수 있도록 함으로써 양성자 빔 활용도를 높일 수 있도록 하였다.

또한, 고주파를 발생시키는 클라이스트론을 제외하고, 국내 산업체와 연계하여 가속기 관련 부품의 국산화를 90%이상 달성하였으며 , 세계 3번째로 100 MeV대용량양성자가속기를 2010년 12월에 개발에 성공하였다.

우리나라 가속기의 특징

1. 동시에 다수 이용자에게 빔 제공(세계최초)

2. 각 표적계에 고유특성의 양성자 빔 제공 (빔전류, 에너지, 펄스 가변모드)

3. mA급 대전류 양성자 빔 제공 - 산업적 활용 (동위원소, 반도체, 나노, 재료, 중성자원등)

□ 장치응용분야

① 300 keV급 이온주입장치 설계 및 제작

- 선진국수준의 장치기술력 확보

- 외국 제조사와의 제작비 비교 : 약 1/3이하 비용으로 국산화개발 성공

② 이용기날 내구성 향상 이온빔 표면처리 기술개발

- 국내특허등록, 미국, 일본, 독일 특허 출원

- 이용기날 수명향상 표면처리기술 이전 (이전기업 : 하성e-sis)

- 상용화 제품 프랑스, 이탈리아 등 유럽 수출

③ 자외선차단 이온빔 표면처리 기술개발

- 국내특허등록

- 자외선 차단 표면처리기술 이전 (이전기업 : (주)엑셀코리아)

- 2005년 대한민국기술대전 장관상 수상

④ 녹즙기 기어의 중금속 탈락 방지 표면처리 기술개발

- 국내특허등록

- 중금속 함유량 감소 및 착즙율/내구성 향상 표면처리기술 이전 (이전기업 : (주)그린파워캠포)

- 상용화 제품 일본 등 해외 수출

⑤ 보석발색기술 개발

- 국내 특허 등록, 중국특허 등록, 미국, 일본, 이태리 특허출원

- 블랙다이아몬드 제조기술 이전 및 시판 (이전기업 : 아자젬스)

⑥ 이온빔 조사에 의한 초친수 표면개질 기술개발

- 국내 특허출원

- 삼성전자와 기술이전 협의 중

⑦ 자동차 내장재 광택 및 내광성 표면처리 기술개발

- 국내 특허출원

- (주)신기인터모빌과 기술이전 협의 중, 2012년 말 시제품 생산

성과내용

<기술원리>

가속기는 양의 전하는 갖는 양성자를 전기장을 이용하여 에너지를 높이는 장치임. 양성자 빔 안에 있는 양성자들은 같은 부호의 전하를 갖고 있으므로 반발력을 갖게 되는데, 이러한 양성자 빔을 집속시키기 위해서 전자석에서 발생하는 자기장을 이용함. 양성자사업단에서 개발한 가속기를 이용하면 100MeV의 에너지까지 양성자를 가속시킬 수 있는데, 이는 양성자가 빛의 속력의 43%의 속력으로 움직이는 것을 의미함.

<성과내용>

가속장치개발분야(개발부)

* 100MeV 선형 양성자 가속기

- 첨두 빔전류: 20mA

- 에너지 100MeV

* 가속기 구성

- 입사기: 양성자 빔을 발생시켜 첫 번째 가속기에 입사시키는 장치

- RFQ: 양성자 빔을 3MeV (빛의 속력의 8%)까지 가속시키는 장치

- DTL: 양성자 빔을 20/100MeV (빛의 속력의 20/43%)까지 가속시키는 장치

* 빔라인

- 20MeV 빔라인 / 100MeV 빔라인

: 가속기에서 20MeV 빔인출이 가능하도록 시스템 구성

: 5개 표적실로 빔을 분배하도록 구성함.

: 특히 3개 표적실은 동시에 사용할 수 있도록 구성함.

기대효과

양성자가속기를 활용하면 병충해에 강하고 맛좋은 채소의 신품종개량, 수술이 어려운 환자의 무통?무혈 암 치료장치 개발, 인공위성부품 우주 방사선 시험, 철보다 강한 플라스틱 등의 신소재 개발, 전력효율이 좋은 전력반도체생산, 암 진단 치료용 동위원소 대량 생산, 차세대 자동차용 연료전지 개발 등 다양한 분야에서 신기술개발이 가능하다.