[IT 과학] 지구촌 몇개 나라에서만 가능한 <핵자기공진기술> 탐사기제작 성공 

사리원지질대학 연구진이 선진 수준의 물리탐사기, 즉 핵자기공진지하수탐사기를 개발했습니다.

이 탐사기는 땅속에 강한 에너지를 짧은 시간 동안 내보내고, 려기된 수소 원자핵의 방출 에너지를 측정하여 지하수를 찾아내는 방식입니다.

핵자기공진 탐사 기술은 세계적으로 난도가 높은 기술로 인정받고 있어, 이 탐사기는 몇 개 나라에서만 제작할 수 있습니다.

세계적인 경쟁력을 갖춘 탐사 설비를 개발하고자 하는 대학의 목표 아래, 지구자원학부 옥진성 학부장, 김혁철, 소현성 교원을 비롯한 연구진은 연구조를 구성하고 연구를 활발히 진행했습니다.

탐사기의 성능을 결정하는 중요한 구성 요소에 대한 과학기술 자료가 부족하여 미지의 영역에 도전해야 했지만, 연구진은 서로의 창조적 지혜를 모아 효율적인 과전압 보호 회로를 설계 제작하고, 공업 장애 억제를 위한 려파 단들의 특성 지표를 합리적으로 선정하여 현장 조건에 맞는 려파 방식과 증폭도를 선택적으로 조종할 수 있도록 했습니다.

또한, 연구진은 수신단의 증폭도와 주파수 특성이 환경 온도에 따라 변한다는 점과 핵자기 공진 신호의 시간에 따른 감쇠 특성을 새롭게 밝혀내, 이에 맞는 회로를 합리적으로 설계하여 측정 정확도를 높였습니다. ㎵급 신호를 수감하는 수신단 제작을 완료한 연구진은 ㎾급 대출력 신호를 내보내는 송전단 설계 제작에도 착수했습니다. 용량이 큰 콘덴샤의 충전 및 방전을 위한 여닫이식 전원단에 합리적인 동작 방식을 적용하여 전력 변환 효율을 높인 연구진은 오동작 방지 및 과열 보호 기능을 추가하여 대출력 송전의 안전성을 확보했습니다.

하지만 수개월간의 노력 끝에 제작된 탐사기는 첫 시험에서 실패했습니다. 수신 신호가 ㎵급으로 매우 미세한데, 그보다 세기가 수천 배나 큰 장애 신호의 영향으로 핵자기 공진 신호를 포착할 수 없었던 것입니다. 그러나 연구진은 실패에 좌절하지 않고 시험 과정에서 얻은 새로운 착상을 바탕으로 연구를 거듭했습니다.

그 결과, 공업 장애를 제거할 수 있는 효율적인 방법들이 연구 완료되었고, 탐사기 개발은 더욱 빠르게 진척되었습니다. 뿐만 아니라, 연구진은 수신 감도가 높은 수신단을 그대로 활용하면서 주조종단에 여러 기능을 추가하여 탐사 성능을 향상시켰습니다.

20여 개 단위의 지하수 탐사와 지반 탐사를 진행하는 과정에서 그 정확성이 세계적 수준임을 검증받은 핵자기공진지하수 탐사기는 제37차 전국과학기술축전에서 새 기술제품개발상을 수상했습니다.

글 김지성

사진 김영호