■ 기부소식 및 동정

- 무절연 고온 초전도 기술 이용한 초고자기장 발생 기술의 패러다임 전환

전기정보공학부 한승용 교수

올해 세계 물리학계가 주목할 만한 중대한 발견 중 하나로 국내 연구진의 연구 결과가 선정됐다.   

서울대 공대(학장 차국헌)는 전기정보공학부 한승용 교수팀이 무(無)절연 고온 초전도 인서트(insert) 자석을 이용해 45.5Tesla를 달성한 연구결과가 피직스 월드(Physics World)에서 주관한 ‘2019년의 중대한 10대 발견(Top 10 Breakthrough for 2019)’에 선정됐다고 12일 밝혔다.

해당 연구는 미국 국립 고자기장연구소(National High Magnetic Field Laboratory)와 공동으로 진행됐으며, 올해 6월 네이처(Nature) 본지에 한 교수가 주저자로 게재됐다.

피직스 월드는 IOP(Institute of Physics)가 운영하는 물리학 전문 매체다. 1874년 영국에서 설립된 연구재단 IOP는 현재 5만 명이 넘는 정규 회원이 활동하며, 피직스 월드를 포함한 70개 이상의 국제 학술지를 발행하고 있다. 피직스 월드가 2009년부터 주관해온 ‘중대한 10대 발견’은 세계적으로 영향력 있는 연구들로 선정되고 있다. 

한승용 교수팀의 이번 연구는 그동안 고온 초전도 자석 응용 연구에서 사고 시 초전도 자석의 운전 안전성을 유지하는 최대 난제를 해결한 혁신적인 연구로 평가받고 있다. 한 교수는 기존 초전도 자석에서 필수적으로 여겨졌던 전기 절연을 의도적으로 제거하는 무절연 고온 초전도 자석(No-Insulation High Temperature Superconductor Magnet) 기술을 세계 최초로 제안했다.

연구팀은 초전도 자석에서 운전사고 발생 시, 사고 전류가 주변의 건강한 초전도 영역으로 자동 우회(automatic bypass)하도록 해, 초전도 자석을 보호할 수 있음을 입증했다. 이를 통해 초전도 자석의 운전 안전성을 비약적으로 향상시키고 자석의 초소형화도 가능해져, 초전도 자석 제작 방식의 패러다임을 획기적으로 바꿨다. 

실제로 기존에 44.8Tesla의 세계 기록을 보유했던 자석이 무게 35톤에 달하는 데 반해, 무절연 고온 초전도 기술로는 자석의 무게가 1/100이하로 줄어든다. 이로 인해 초고자기장 자석의 제작 및 운전비용을 절감하고, 나아가 지금까지는 상상하기 어려웠던 초고자기장을 활용해 다양한 전기기기들의 성능을 비약적으로 개선시킬 수 있게 됐다.

서울대 한승용 교수는 “무절연 고온 초전도 자석 기술은 빌게이츠가 선정하고 MIT 테크놀로지 리뷰에서 발표한 올해의 10대 발견(Top 10 Breakthrough Technologies in 2019)에도 포함된 바 있다”며, “이 연구는 MIT에서 파생된 신생 기업인 Commonwealth Fusion System(CFS)이 추진 중인 차세대 초소형 핵융합 장비에 핵심 기술로 적용되고 있으며, 향후 MRI, 암 치료기, 신재생 에너지, 전기추진 등 광범위한 산업 분야에 빠르게 파급될 것“이라고 설명했다. 

한편 이번 초고자기장 무절연 고온 초전도 자석 관련 연구는 현재 삼성전자 미래기술 육성센터, 한국 연구재단 및 미국 국립과학재단의 지원으로 수행되고 있다. 

▲ Physics World의 Top 10 Breakthrough for 2019 로고

▲ 한교수의 연구팀이 개발하고 45.5 T 직류자기장 세계 최고 기록을 달성한

무절연 고온 초전도 인서트 자석(애칭: “Little Big Coil (LBC)”)

자료제공 : 공과대학 대외협력실(02-880-9148)