지구 온난화의 주요 원인인 이산화탄소의 분자 특성을 총망라하는 데이터 참조기준이 마련돼 다양한 분야에서 응용이 기대된다.
한국핵융합에너지연구원(이하 핵융합연)은 플라즈마기술연구소 송미영 박사가 충남대 조혁 교수 및 미국, 영국 폰라드 등 해외 과학자와 공동연구로 이산화탄소 분자가 전자와 충돌할 때 관찰되는 산란단면적 데이터세트를 확보했다고 23일 밝혔다.
산란단면적 데이터는 입자물리학이나 화학에서 특정 물질 간 상호작용이 일어날 확률을 나타내는 수치적 정보다. 이런 데이터는 플라즈마 연구는 물론 에너지, 환경, 의료, 반도체 등 다양한 과학기술 연구분야에서 유용하기 때문에 신뢰할 수 있는 데이터를 확보하는 것이 매우 중요하다.
이산화탄소는 기후변화의 주요 원인을 해결하는 요소로 중요 연구대상 중 하나로, 이산화탄소의 산란단면적 데이터 확보를 위한 다양한 연구가 진행됐지만, 신뢰성 높은 데이터를 선별하고 활용하는 데 어려움이 있었다.
공동연구팀은 이산화탄소의 전자충돌 특성에 관한 논문 139편을 상호 비교해 어떤 데이터가 신뢰할 수 있는지를 이론적·실험적으로 설명했다.
특히 이산화탄소 분자와 전자 간 충돌 때 나타나는 전자의 회전 및 진동 들뜬상태, 탄성산란, 이온화, 해리 등의 반응 경로에서 발생하는 확률을 평가하고 정밀한 단면적 권장값을 제시해 연구 신뢰성을 높였다.
이번 연구결과는 내용의 우수성과 독창성을 인정받아 국제학술지 ‘물리·화학 레퍼런스 데이터 저널, vol.53'의 표지논문으로 선정됐다.
송 박사는 “데이터는 다양한 응용 연구의 뿌리와도 같다”며 “이번 논문으로 많은 연구자가 이산화탄소 분자의 신뢰할 수 있는 데이터를 확보해 인류를 위한 다양한 연구에서 활용하길 기대한다”고 말했다.
오영국 핵융합연 원장은 “플라즈마 원천기술연구 수행 기관으로서 기초 데이터 연구를 토대로 플라즈마 기술의 기반을 확립하고 혁신적인 활용 가능성을 열어가겠다”고 밝혔다.
한편, 송 박사팀은 그동안 시의성 및 연구의 중요도에 따라 메탄, 질소산화물, 삼불화질소, 물 등 특정 분자를 선정해 공동 논문을 집필했고, 이번 논문은 7번째다
(※ 논문명: Cross Sections for Electron Collisions with the CO2 Molecule and CO2+ Molecular Ion)
