◎선재 개발 등 다양한 신기술 활용/7채널 심자도 측정시스템 등 곧 실용화/특허출원만 156건… 선진국과 대등수준/전력 손실없는 미래 에너지산업 대변혁 예고 값싸게 초전도 현상을 실현할 수 있는 고온초전도체가 발견된지 올해로 10년.정부가 「고온초전도 기술개발」을 국책 연구과제로 채택,국내 연구를 시작한 지도 10년이 됐다. 고온초전도 연구는 정부가 단일 과제로는 가장 장기적으로 지원한 연구 과제중의 하나다.또한 87년 미국에서 세계적인 첫 발견후 불과 6개월 뒤 국내 연구를 개시함으로써 첨단 연구로서는 드물게 선진 연구자들과 나란히 경쟁을 벌인 분야이기도 하다. 한국표준과학연구원 초전도 연구그룹 박종철박사는 최근 연구결과 발표회를 통해 『한국표준과학연구원을 주관기관으로 13개 산·학·연 연구팀이 과제에 참여한 결과 7채널 스퀴드 심자도 측정시스템 개발,강력한 자기부상 효과를 보여주는 초전도 베어링시스템 제작,길이 100m·임계전류밀도 1만4천A/㎠ 수준의 비스무스(Bi) 선재 개발 등의 성과를 올렸다』고 그간의 성과를 보고했다. 심자도 측정시스템은 고온초전도 스퀴드센서를 이용해 사람의 심장에서 발생하는 자장 신호를 측정함으로써 심장의 기능 연구나 각종 질환 진단을 가능케하는 장치다.한국표준과학연구원팀이 개발한 7채널 심자도 측정시스템은 7개의 스퀴드 센서를 이용해 직경 8㎝ 부위에서 자장의 공간적 분포를 알 수 있는 규모다. 초전도 선재는 가장 유망한 초전도 응용분야다.즉 전기저항이 0인 선재 는 전동기 모터에서부터 발전 및 송전,에너지 저장 등 대규모 응용을 가능케 해 미래의 에너지 기술을 바꿔 놓을 신기술로 손꼽힌다.그러나 초전도체는 최소한 길이가 수㎞는 돼야 쓸모가 있지만 부서지기 쉬운 세라믹 소재로 만들어지기 때문에 가공이 어렵다는 게 문제.한국기계연구원은 100m 길이의 비스무스계열 초전도 선재를,한국전기연구소는 2.6m 길이의 탈륨(Tl)계 선재를 개발하고 있다. 이밖에도 한국전자통신연구소에서는 초전도체의 저손실 고품질 특성을 이동통신 서비스 등에 응용하기 위한 연구를 해 왔다.즉 초전도 박막으로 마이크로 필터나결합및 분배기를 제작해 개인휴대통신(PCS)에 이용하기 위한 연구가 진행중인 것. 이같은 연구성과는 투자비에 비해 적지않은 것으로 평가되지만 외국과 비교할 때는 상당한 격차가 있다.미국에서는 초전도 필터가 올 하반기에 상용화되고 일본은 32채널 스퀴드 센서가 개발되는 등 한 발 앞선 연구가 이뤄지고 있는 것.선재도 미국에서는 1㎞ 길이가 개발됐다. 한국표준과학연구원 박용기 박사는 『사전 연구실적과 인력 등 연구기반 부족으로 연구 진도가 다소 뒤지고 있는 것은 사실』이라고 전제하고 『그러나 156건의 특허출원과 6백여편의 연구논문,약200명의 연구인력 양성등 연구기반이 마련돼 이제부터는 선진국과 대등하게 경쟁할 수 있다』고 말했다. 고온초전도연구팀은 이번 발표회를 계기로 10년 사업을 마무리짓고 앞으로의 10년을 모색할 계획.박종철 박사는 『초전도 기술은 에너지 분야에서 가장 유망한 미래기술로 미국·일본 등 선진국도 매년 2억달러 이상을 투자하고 있다』면서 『정부와 기업이 적극적으로 투자해야 한다』고 말했다. ◎초전도란/극저온 냉각시 전기저항이 0되는 현상 초전도란 어떤 물질의 온도를 극저온으로 냉각시켰을때 어떤 온도(임계온도,Tc)에서부터 전기저항이 완전히 없어지는 현상을 말한다. 전기 저항이 전혀 없는 상태는 에너지 분야에 혁명적 변화를 가져다 줄 수 있다.즉 전력 손실이 전혀 없는 발전기와 무손실 송전,전동기 모터가 가능해진다.또한 초전도체는 내부의 자기장을 밖으로 내보내는 특성(자기반발효과,마이스너 효과)을 갖고 있는데 이를 이용하면 접촉 마모가 전혀없는 베어링을 만들수 있어 효율적인 에너지 저장시스템 개발이 가능하다.이밖에 교통 통신 의료등 초전도는 다양한 응용범위를 갖고 있다. 그러나 물질의 온도를 절대온도 4도(4K,영하 269℃)수준까지 내리는데는 비용이 너무 많이 들기 때문에 보다 높은 온도에서 초전도 현상을 얻을수 있는 물질 개발에 관심을 쏟게 됐다.그 결과 비교적 값싼 냉매인 액체 질소의 비등점(77K,영하 196℃)보다 임계 온도가 높은 산화물 초전도체가 1987년 미국에서 처음 발견됐으며 이를 계기로 「고온초전도체」연구가 붐을 이뤘다. 현재 고온초전도체로서 주목받고 있는 것은 란타늄계(임계온도 30K),이트륨계(임계온도 30k),비스무스산화물계(임계온도 134k)등이 있다. 고온 초전도체 연구의 주요 목표는 이제 임계온도를 높이는 것보다는 임계 전류밀도를 최대한 올려 경제성을 높임으로써 응용 제품을 만들어 내는데 집중돼 있다. 미국·일본 등 선진국의 경우 32채널 심자도측정장치,1㎞ 길이 선재가 개발돼 있고 휴대용 전화기의 지상중계국과 PCS에 사용될 마이크로파 필터는 현장실험을 끝내고 올 하반기부터 상용화할 예정이다. 초전도상품의 세계 시장 규모는 2000년에 100억달러,2010년에 400억달러,2020년에는 2000억달러로 예상된다.아직 재료와 공정등 해결 과제가 많지만 각국은 21세기의 경쟁력 확보를 위해 연구투자를 계속하고 있다.

◎초전도장치 개발 본격화/심장질환·간질·치매 등 정확히 판별/MRI·CT 이을 차세대 의료기 부상 사람의 몸에서 발생하는 미세한 자기장을 측정,질병을 진단하거나 인체 기능을 밝히는데 이용하려는 연구가 활발하다. 한국표준과학연구원 초전도 연구그룹(그룹장 박용기박사)은 1일 인체의 극미세 자기신호를 검출하는데 필수적인 자기차폐실을 설치하고 초전도 양자간섭장치(스퀴드)라는 특수장치를 이용,사람의 심장과 뇌의 자기장을 측정하는데 성공했다고 밝혔다. 사람의 몸에서 나오는 자기장은 지구 자기장의 1백만분의 1∼1억분의 1정도로 극히 적지만 몸의 조직을 통하지 않고 직접 방사되기 때문에 굴절없는 정확한 값을 얻을수 있다.이때문에 미국 일본등 선진국에서는 심전도나 뇌파검사,X-레이 컴퓨터 단층촬영,핵자기영상 단층촬영장치등과 같은 기존의 진단장치 대신 인체의 자기장 측정 장치를 첨단 의료진단장치로서 개발하려는 움직임을 활발히 보여 왔다. 실제로 스퀴드를 이용한 생체자기 측정장치는 심장 질환(심자도 측정장치)의 경우 질병을 정확히 판별할수 있을뿐만 아니라 병소의 위치를 정확히 찾아낼수 있고 임산부와 태아의 자기 신호를 혼신없이 구별해 줘 임신중 태아의 심장질환 진단에 탁월한 효과가 있는것으로 밝혀졌다.또한 뇌질환의 경우(뇌자도 측정장치) 뇌종양의 수술후 후유증 여부,지금까지는 진단이 어려웠던 간질·노인성 치매등도 정확히 진단해 낼뿐만 아니라 뇌의 기능 연구에도 탁월한 성능을 발휘하는 것으로 밝혀졌다. 하지만 스퀴드 생체자기 계측기술은 초전도를 이용하는 첨단분야인데다 소재개발,경제성등 선결문제가 많아 선진국에서도 임상 실험중에 있거나 수술시 보조 수단으로 활용하는 단계에 머물러 있는 실정이다. 박용기 박사팀의 이번 연구는 이같은 선진국의 연구추세에 초기에 동참,향후 엄청날 것으로 예상되는 뇌자도및 심자도 측정 장치 시장에 경쟁력을 확보하기 위한 것이다. 박박사팀은 고온 초전도로 심자도 측정에 성공한 것과 동시에 저온 초전도체인 니오븀 초전도체 박막으로 제작된 스퀴드 장치를 이용해 국내에서는 최초로 49(7×7) 좌표의 가슴 부위별 심자도 크기 분포 측정및 청각 자극에 유발된 뇌자도 신호 측정에 성공했다. 이번 측정 작업은 2×2×2.5m 크기의 자기 차폐실에서 수행됐는데 자기 차폐실은 미세한 인체 자기의 정확한 측정을 위해 주위의 다른 자기를 제거하는 특수 시설이다.자기차폐실은 「뮤메탈」이라는 자기흡수력이 뛰어난 특수 금속으로 제작됐다. 표준과학연구원은 앞으로 이 시설을 이용,LG전자기술원,삼성종합기술원,한국과학기술원,서울대등과 공동으로 고온초전도 스퀴드를 이용한 심자도 측정장치 개발과 니오븀 저온 초전도 스퀴드를 이용한 뇌자도 측정장치 개발을 본격화할 계획이다.박박사는 『우선 97년 초반까지 액체질소 온도에서 작동되는 7채널 심자도 특정 장치를 개발하고 향후 표준과학연구원의 스타 프로젝트로 37채널의 저온 초전도 뇌자도 측정장치를 개발하겠다』고 구체적인 계획을 밝혔다. 초전도 기술중 고온초전도는 값싼 액체질소를 냉매로 사용하기 때문에 극저온의 액체 헬륨을 냉매로 사용하는 저온초전도보다 경제성이 높아 응용연구가 활발하다.그러나 기술적으로는 훨씬 난제가 많아 뇌자도 측정은 주로 저온 초전도가 사용되고 있다.

◎88올림픽때도 선수 수송위해 두차례 운항/1시간거리 북녘상공 날지못해 안타까와 31일 하오 우리나라 정기여객편으로는 사상 처음으로 승객을 태우고 모스크바에 취항한 대한항공913편 이상재 기장(58)은 출발에 앞서 『공식수교를 앞두고 매우 중요한 「물꼬」를 튼다는 생각에 밤잠 조차 설쳤다』고 털어놨다. 이기장은 『승객 3백66명 가운데 45명이 관광 또는 업무차 소련에 발을 내딛는 사실은 역사적인 일이 아닐수 없다』면서 『셰레멘치예프공항에 태극마크를 선뵐 생각을 하니 벅찬 감격을 가눌 수없다』고 말했다. 지나온 34년간의 비행경력과 무려 2만6백70시간이나 하늘에 떠 있었던 이기장에게 「셰레멘치예프의 새벽」이 더욱 기다려지는 것은 이번에 취항하는 여객기의 항로가 낯설지 않기 때문이다. 지난 88년 서울올림픽때 선수단수송을 위해 두차례나 모스크바를 방문했고 지난 1월부터는 헬싱키와 프랑크푸르트 런던등 다른 유럽의 도시를 몇차례 운항했던 터였다. 이기장은 『더욱이 올림픽때 사귀었던 그곳 공항관계자들이 밤잠을 마다하고 희미하나마 멀찌감치 내다뵈는 우리의 태극마크를 곁눈질하며 마중나올 생각을 하니 감회가 남다르다』고 했다. 『세계적인 서독의 루프트한자항공사가 유럽과 동북아시아 노선 운항에 모스크바 이원권을 얻지 못했습니다. 이런 상황에서 우리가 남들보다 빠르게 유럽을 운항할 수 있다는 사실에 한국인이라는 자부심을 강하게 느낍니다』 이기장은 『출발직전 독일당국이 우리에게 모스크바를 거치면 프랑크푸르트에 들어올수 없다고 통고한 사실을 들었다』면서 『저들이 못한 일을 우리가 해냈다니 참으로 격세지감을 느낀다』고 흐뭇해했다. 현재 취리히까지 14만5천여㎞에 18시간이상 걸리던 운항시간이 시베리아 루트를 이용하게 되면 무려 4천여㎞에 4시간가령을 단축하게 된다는 것이 이기장의 설명이다. 이기장은 『일본항공과 대한항공 등 극소수의 항공사만이 이 노선을 운항할 수 있다는 사실은 바로 우리 국력의 신장이 아니겠느냐』고 반문했다. 이기장이 11시간 가까이 긴운항을 하면서 그냥 지나칠 수없을 지점은 북위43도36분,동경138도15분상공.바로 소련의 비행정보 구역이자 지난83년 KAL007편이 격추됐던 사할린 상공과 가장 가까운 「스퀴드」관제소가 위치해 있는 곳이다. 『기도하는 심정으로 지나칠 생각입니다. 다시는 그때와 같은 비극이 되풀이되지 말아야 한다는 간절한 소망을 담은 기도를 하렵니다』 지난 28일 장거리노선인 뉴욕에서 오자마자 역사적인 모스크바 첫운항 통고를 받은 이기장은 『그 순간 우호적인 소련인과 공격적인 소련 이라는 서로 다른 이미지 때문에 몹시 혼돈스러웠지만 그보다는 11시간 가까운 거리인 소련까지 날아가면서도 한시간거리의 북녘상공을 날지 못하는 현실이 안타깝다』고 말했다. 평소 『항공기의 안전은 가정에서의 평화에서 비롯된다』며 가정의 중요성을 강조하고 있는 이기장은 역사적인 모스크바 첫취항도 최선을 다하겠다고 다짐했다. 시베리아루트를 몇차례나 운항했어도 첫 취항통고를 받은뒤 비행항로가 담긴 지도를 몇번씩이나 꼼꼼히 살폈다는 이기장은 이날 공항에서의 간단한 기념식이 끝나자 곧바로 조종석에 올라 출발전까지 모든 계기판을 다시한번 점검한뒤 첫 취항의 조종간을 힘껏 당겼다.