태양활동 극대기→위성을 보호하라 外 [과학게시판]

[아이뉴스24 정종오 기자] 태양활동이 극대기에 이르면서 고에너지 양성자가 증가하고 있다. 고에너지 양성자는 위성 내부에까지 침투할 수 있다.

우주항공청이 이런 피해를 예방하기 위한 경보서비스에 나섰다.

우주청, 국내 위성 보호 위한 경보 서비스

우주항공청 우주환경센터(센터장 나현준)는 태양활동 극대기로 인한 고에너지 양성자 증가에 대응하고 국내 위성을 보호하기 위해 ‘100MeV 고에너지 양성자 경보서비스’를 8일부터 정식 제공한다.

최근 태양활동이 극대기에 접어들면서 미국 정지궤도 위성(GOES)을 통해 위성 내부 장비까지 침투 가능한 100MeV 양성자가 관측됐다. 우주환경센터는 2024년 미국 해양대기청(NOAA)의 우주환경예측센터(SWPC) 등 해외 사례를 바탕으로 100MeV 양성자 경보 발령유지해제 기준을 수립하고, 같은 해 10월에는 신규 경보시스템 개발을 완료했다.

2024년 11월부터 2025년 11월까지 1년 동안 국내 위성 운영과 연구기관 등 국내 수요자를 대상으로 시범서비스를 운영하며 서비스 안정성을 검증했다.

우주환경센터는 8일부터 문자(SMS)를 통해 100MeV 고에너지 양성자 경보서비스를 정식 제공한다.

나현준 센터장은 “100MeV 고에너지 양성자는 위성 장비를 직접 손상시킬 수 있는 수준의 고위험 입자로 이번 정식 서비스 개시는 국내 위성의 안전 운용을 위해 매우 중요한 전환점”이라며 “우주환경센터는 앞으로도 위성 피해 예방 및 우주환경 대응 역량 강화를 위해 다양한 예경보서비스를 확대해 나갈 것”이라고 말했다.

원자핵 내부 질서 뒤집히는 새로운 ‘반전 영역’ 포착

원자핵 내부의 질서가 뒤집히는 독특한 물리 현상이 포착됐다.

기초과학연구원(IBS, 원장 직무대행 김영덕) 희귀 핵 연구단 하정수 YSF(Young Scientist Fellow)가 참여한 국제 공동연구팀은 그동안 중성자가 매우 많은 핵에서만 나타난다고 알려졌던 ‘반전의 섬(Island of Inversion)’ 현상이 양성자와 중성자 수가 같은 ‘대칭 핵’에서도 발생한다는 사실을 처음으로 확인했다.

원자는 중심의 원자핵과 그 주위를 도는 전자로 이뤄진다. 원자핵은 핵자(양성자와 중성자)가 여러 층의 껍질(shell)에 배치된 구조를 보인다. 이 구조에 따라 핵의 모양과 성질이 결정된다.

일반적으로 핵자들은 에너지가 낮은 껍질부터 차례로 채워지며 안정된 형태를 유지한다. 특정 조건에서는 핵자들이 평소보다 높은 층의 껍질에 자리할 때 오히려 더 안정해지는 역전 현상이 나타난다. 이러한 구조 반전을 ‘반전의 섬’이라고 부른다.

이 현상은 지금까지 베릴륨-12, 마그네슘-32, 크로뮴-64 등 중성자가 과도하게 많은 불안정한 핵에서만 관측돼 왔다. 연구팀은 몰리브덴-84와 몰리브덴-86이라는 중성자가 적은 두 희귀 핵을 비교해 이러한 통념을 뒤집었다. 두 핵은 양성자 수(42개)가 같고 중성자만 두 개가 차이(각각 42개, 44개)나 구조 변화를 비교하기에 적합하다.

실험데이터 분석을 주도한 하정수 YSF는 “이번 연구는 대칭 핵에서도 반전의 섬이 나타날 수 있음을 보여준 첫 사례로 원자핵 구조 변화에 대한 기존 이론을 확장하는 중요한 발견”이라며 “희귀동위원소의 구조 예측 정확도를 높이고 새로운 핵모델 개발에도 큰 도움이 될 것”이라고 설명했다.

UNIST, 태양광 수소 생산 성능 높이는 초박막 소재 개발

햇빛으로 물에서 수소를 추출하는 태양광 수소 생산 기술 상용화가 빨라질 전망이다. 태양광 수소 생산에 꼭 필요한 광전극의 성능을 높이는 박막 물질이 개발됐다.

울산과학기술원(UNIST) 신소재공학과 조한희 교수팀은 태양광 수소 생산 성능을 높일 수 있는 나프탈이미드계 자기조립분자 박막을 개발했다고 8일 발표했다.

조한희 교수는 “유기 반도체 기반 광전극은 가격이 저렴하고 대면적 제조가 가능하다는 장점이 있다”며 “이번에 개발된 자기조립분자막은 이러한 유기 광전극 기반 태양광 수소 생산 기술의 상용화 가능성을 크게 높인 물질”이라고 설명했다.