한국표준과학연구원(원장 은희준) 광기술표준부 레이저 계측그룹 한재원 박사팀이 과학기술부 지원으로「화염 및 초음속 유체 시공간 분해 진단기법」과제를 통해 최고 4000oC 고온 연소 기체 를 진단할 수 있는 레이저 응용 첨단 계측기술을 개발했다. 비선형 레이저 계측기술의 핵심광원인 무모드 색소레이저의 에너지 변환효율을 기존 8%에서 3 배 이상 늘리고, 잡음 비율을 2배 이상 줄여서 성능을 획기적으로 개선했다. 2001년 4월에는 미국 샌디아 국립연구소 연소연구센터와 관련 장치의 제작 보급에 관한 연구용 역을 체결함으로싸 선진국으로의 기술수출의 개가를 올렸다. 2001년 11월 완료된 기술이전에서는 비선형 레이저 계측기술의 핵심광원인 광대역 무모드 색소 레이저를 제작해 보급하였고, 관련 기술을 이전해 주었다. 샌디아 국립연구소는 초고효율 디젤 엔진 연구에 활용하기 위해 한국표준과학연구원에서 개발 한 무모드 색소레이저에 대한 공급을 요청했고, 한국표준과학연구원의 레이저 계측그룹에서 관련 장비를 제작하고 기술을 제공키로 한 것이다. 기술이전 과정에서는 장비의 보급과 아울러 연구원을 샌디아 국립연구소에 파견해 관련 기술을 교육했다. 이에 따라 최근 정부에서 의욕적으로 추진하고 있는 연비 100㎞/2ℓ자동차에 사용될 초고효율 저공해 엔진 개발 등과 관련하여 관련 연구 경험이 축적되어 있는 미국 샌디아 국립연구소와의 연 구협력 추진이 가능할 것으로 기대되고 있다. 현재 인류에 대한 에너지 공급은 85% 정도가 연소과정을 통해서 이루어지고 있으나, 현재 우리 가 겪고 있는 대부분의 공해문제가 연소과정에서 발생되고 있어 국제적으로 심각한 환경문제가 되 고 있다. 따라서 자동차-산업, 항공기, 고분자화학 분야에서 사용하는 연소공정의 효율을 높이고, 배출 공해물질을 줄이는 것은 매우 중요한 과제이며, 고온의 연소상태에 대한 진단기술의 중요성은 날로 증대되고 있는 실정이다. 그러나 최근까지 사용하던 접촉식 방법으로는 연소기체의 온도나 농도 등의 물리량 측정시 측 정기기 자체가 연소상태에 영향을 주기 때문에 정확히 측정하기란 매우 어려워 최근에는 레이저를 이용한 비접촉식인 방법들이 도입돼 온도측정의 정확도, 공간적인 온도분포 및 성분 분석능력이 획기적으로 향상되었으며, 새로운 고효율 열기관 개발과 깨끗한 연소기술의 개발이 활발히 이루어 지고 있다. 한국표준과학연구원 레이저 계측 그룹에서는 레이저 응용 첨단 계측기술에 관한 연구를 1994년 고온광계측그룹으로 출발한 이후 최근까지 꾸준히 진행하여 레이저 응용 계측기술과 관련한 장비 개발 및 know-how를 축적해 왔으며, 최근에는 레이저 계측기법을 이용해 자동차 엔진 연소실 측 정과 항공엔진용 가스터빈 연소기의 측정에 성공했고, 레이저 관련 연소 측정기술의 메카인 샌디 아 국립연구소 연소연구센터로 관련장비를 수출하는 수준에 올라서게 되었다. 연구과제에서 개발된 기술은 항공우주 분야의 초음속 추진기관 및 로켓 추진기관 개발에도 활 용이 가능할 것으로 기대되고 있다. 한편, 샌디아 국립연구소는 원자핵 무기를 개발하였던 맨하탄 프로젝트의 일환으로 1945년 설립 되었으며, 미국 에너지 성의 국립연구소로서 핵무기 및 관련 방위시스템, 에너지 안보, 그리고 환 경 보전에 관련된 과학적/공학적 해결 방법을 연구개발하는 것을 주요 임무로 운영되고 있다. 최근에는 국가안보에 관련하여, 핵 확산, 생화학 무기의 위협, 에너지 공급, 국가기간 정보망 등 에 관련된 인프라 붕괴 등에 관한 위협에 대처하는 전략이나 기술을 개발하고 있다. 샌디아 국립 연구소는 New Mexico Albuquerque와 California Livermore 2군데 있으며, 정규직 원이 7600여명에 이르는 대형 국가 연구소이다. 박사 학위 소지자가 1330명, 석사학위 소지자가 1600여명에 이르며, 1999년 예산이 15억달러에 이르는 세계 최고 수준의 연구소이다. 그래프,도표:<사진:샌디아 국립연구소에 수출된 무모드 색소레이저><첨단 레이저 계측기술을 이용한 항공추진기관의 연소상태 진단> <Chemical Daily News 2001/11/30> |
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