핵융합연, 이산화탄소 분자특성 데이터 기준 정립

이산화탄소와 전자 충돌 관찰, 산란단면적 데이터세트 확보
에너지, 환경, 의료, 반도체 등 다양한 연구분야 활용 기대

기사승인 2024-10-23 13:58:56

물리화학 레퍼런스 데이터 저널(vol.53) 표지논문으로 게재된 한국핵융합에너지연구원 송미영 박사의 이산화탄소 분자 특성 데이터. 한국핵융합에너지연구원

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 CO²Molecule and CO²⁺ Molecular Ion)