영광 원전서 우주생성 비밀 벗긴다
서울대 물리학부 김수봉 교수는 오는 9월부터 우주의 비밀을 간직하고 있는 수수께끼 입자인 ‘중성미자’(中性微子·뉴트리노)의 성질을 구명하기 위한 연구에 착수할 계획이라고 15일 밝혔다.
중성미자는 우주의 모든 물질을 구성하는 기본입자이지만 크기가 작고 질량이 거의 없으며 속도가 빨라 관측이 어려워 ‘유령입자’로도 불리고 있다.
김 교수의 이번 연구는 중성미자가 시간이 지남에 따라 어떻게 달라지느냐, 즉 중성미자의 ‘변환상수’를 찾아내는 데 초점이 맞춰져 있다. 이 변환상수는 소립자의 기본 성질과 관련된 것으로 빅뱅 직후의 우주 현상을 살필 수 있는 실마리를 제공할 수 있다.
이에 따라 김 교수는 영광 원자력발전소 부근 2곳에 중성미자 검출시설을 설치한 뒤 중성미자 수를 측정, 비교함으로써 원자로에서 방출된 중성미자가 시간이 지남에 따라 어떻게 바뀌는지 관측할 계획이다.
김 교수는 “미국이나 일본 등은 인위적으로 중성미자를 만들기 위해 수조원의 비용이 드는 가속기를 건설하고 있다.”면서 “그러나 중성미자는 태양의 핵융합이나 원자로의 핵분열 때 가장 많이 방출되는 만큼 원전에서 방출되는 중성미자를 이용하면 가속기를 사용하지 않고도 저렴한 비용으로 중성미자 변환상수를 측정할 수 있다.”고 설명했다.
영광 원전은 세계 두번째 규모의 전력 생산능력을 갖고 있어 많은 양의 중성미자를 방출하고 있다. 또 원전 주변에 산이 위치하고 있어 검출시설을 만드는 데 유리하다. 지상에서는 원자로 이외에 태양이나 우주에서 오는 중성미자가 혼재돼 있어 정확한 측정이 어려워 측정시설을 지하에 만들어야 하지만, 원전 주변의 산을 이용하면 건설비용을 절감할 수 있기 때문이다.
특히 이번 연구가 결실을 맺으면 김 교수는 유력한 노벨 물리학상 후보로 급부상할 것으로 보인다. 중성미자 연구는 노벨상 수상자가 3명이나 배출될 정도로 물리학에서 중요한 위치를 차지하고 있다.
그는 “9월부터 기본적인 연구에 착수하지만 검출기는 오는 2008년쯤 작동될 예정”이라면서 “예정대로 연구가 진행되면 가속기를 건설하는 미국이나 일본보다 먼저 연구결과를 내놓을 수 있을 것”이라고 전망했다.
장세훈기자 shjang@seoul.co.kr
