우주생성의 비밀을 밝힐 중성미자 검출설비 구축 완료

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교육과학기술부는 우주생성의 비밀을 밝혀낼 단서를 제공하는 중성미자 변환상수 측정을 위해 태양에서의 핵융합이나 원자로 속의 핵분열 시 방출되는 중성미자를 검출하는 중성미자 검출설비를 순수 국내 기술로 전남 영광 원자력발전소 인근에 완공하였다고 밝혔다.

서울대학교 김수봉 교수 연구진을 비롯한 국내 10여개 대학 연구진은 교육과학기술부로부터 116억원의 연구비를 지원받아 2006년 3월 중성미자 검출설비 건설을 착수하여, 2011년 2월 구축을 완료하였다.

중성미자 검출설비는 원자로에 가까운 위치와 먼 위치에 유기섬광액체 100톤과 정수된 물 350톤을 채운 두 대의 검출기를 지하 100m와 300m의 터널 속에 설치함으로써 국내 최초의 중성미자 검출시설이 탄생하게 되었다.

동일한 두 대의 검출기를 사용하여 원자로에서 방출된 중성미자가 약 1km의 거리를 날아가면서 다른 종류의 중성미자로 바뀌어 원래의 중성미자 양이 약 2%까지 감소한 것을 측정한다.

이는 기존 실험이 중성미자가 약 20%까지 줄어든 양을 측정한 것에 비해 약 10배 정도의 변환상수 측정 효율을 향상 시킨 것이다.

현재 제조 중인 약 200톤의 유기섬광액체가 두 검출기에 채워지는 올해 7월부터 본격적인 실험이 시작될 예정이고, 약 3년간의 데이터가 모아지면 미 측정된 마지막 중성미자 변환상수에 대한 결과가 얻어지게 되는 것이다.

미 측정된 변환상수를 알아내면 중성미자의 성질과 기본입자의 원리를 규명하게 되어 교과서의 한 부분이 새로이 쓰여 질 만큼 물리학계에 크게 기여할 것으로 기대된다.

이 변환상수의 측정은 우주의 물질과 반물질의 비대칭성 연구와 향후 중성미자 실험의 장기적 프로그램 판도를 결정하는 매우 중요한 의미를 가진다.

또한, 검출설비는 순수 국내 기술로 거대과학 장치를 설계에서부터 제작, 설치, 운영하는 것으로 큰 의의를 찾을 수 있으며, 국내 과학기술력에 걸맞는 거대과학실험을 시작한다는 상징적 의의를 가진다고 할 수 있다.

국내 연구진이 기초과학 분야의 세계적 경쟁 속에서 연구결과를 선점할 수 있는 계기를 마련하게 되며, 국제 경쟁력을 갖춘 대형 중성미자 검출시설 제작 기술력의 확보와 세계 수준의 중장기적 중성미자 연구를 수행하는 시발점이 될 것이다.

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