지구가열화 주범 '이산화탄소' 특성 한눈에 파악한다 [지금은 과학]

[아이뉴스24 정종오 기자] 지구 가열화의 주요 원인으로 손꼽히는 이산화탄소(CO2) 분자의 특성을 총망라하는 데이터 참조 기준이 마련돼 이산화탄소의 처리와 활용을 포함한 다양한 과학기술 분야 응용 가능성이 기대된다.

한국핵융합에너지연구원(원장 오영국)은 플라즈마기술연구소 송미영 박사가 국내외 연구자와 공동연구를 통해 이산화탄소 분자가 전자와 충돌했을 때 관찰되는 산란단면적 데이터 세트를 확보했다고 23일 발표했다.

산란단면적 데이터란 입자 물리학이나 화학에서 특정 물질 간 상호작용이 일어날 확률을 나타내는 수치적 정보를 의미한다. 이러한 데이터는 플라즈마 연구와 에너지, 환경, 의료, 반도체 공정 등 다양한 과학기술 연구 분야에서 유용하게 사용한다. 다양하고 신뢰할 수 있는 데이터를 확보하는 것이 매우 중요하다.

이산화탄소는 기후변화의 주요 원인 중 하나로 기후 문제 해결을 위해 다양한 분야에서 중요한 연구 대상으로 주목하고 있다. 그동안 이산화탄소에 대한 산란단면적 데이터 확보를 위한 다양한 연구가 진행됐는데 신뢰성 높은 데이터를 선별하고 활용하는 데 어려움이 있었다.

송미영 박사 연구팀은 이산화탄소의 전자 충돌 특성에 관한 논문 139편을 상호 비교해 그중 어떤 데이터가 신뢰할 수 있는지를 이론적·실험적으로 설명했다. 이산화탄소 분자와 전자 간 충돌했을 때 나타나는 전자의 회전과 진동 여기(勵起), 탄성산란, 이온화, 해리 등의 반응 경로에서 발생하는 확률을 평가해 정밀한 단면적 권장값을 제시함으로써 연구의 신뢰성을 높였다.

이번 성과(논문명: Cross Sections for Electron Collisions with the CO2 Molecule and CO2+ Molecular Ion)에 대한 논문은 내용의 우수성과 독창성이 인정돼 물리・화학 분야의 중요한 실험적 이론적 데이터를 정리하고 제공하는 권위 학술지 ‘물리・화학 레퍼런스 데이터 저널(Journal of Physical and Chemical Reference Data)’ 표지논문으로 선정됐다.

논문의 주저자인 송미영 박사는 “데이터는 다양한 응용 연구의 뿌리와 같다”며 “이번 논문을 통해 많은 연구자가 이산화탄소 분자에 대한 신뢰할 수 있는 데이터를 확보하고, 인류를 위한 다양한 연구 분야에서 유용하게 활용하길 바란다”고 전했다.

오영국 핵융합연 원장은 “플라즈마 원천기술과 응용의 기반 연구 수행 기관으로서 다양한 기체 분자의 물성 데이터를 확보하고 이를 효과적으로 활용할 수 있도록 기반을 마련하는 것은 플라즈마기술연구소의 핵심 임무 중 하나”라며 “앞으로도 기초 데이터 연구를 토대로 플라즈마 기술의 기반을 확립하고, 혁신적 기술 활용 가능성을 열어가는 데 최선을 다하겠다”고 말했다.