전기연구원, 고출력 MW급 ‘마그네트론’ 세계 5번째 개발

기존 주파수 대역폭 1.6배 확대…의료·국방 등 분야 활용

의료 등 각종 산업 분야에서 활용되는 전자기파를 고출력 메가와트급으로 송출할 수 있는 고난도 ‘마그네트론’ 기술이 국내 연구진에 의해 개발됐다.

한국전기연구원(KERI)은 각종 산업 분야에서 활용되는 전자기파를 고출력 메가와트급으로 송출할 수 있는 고난도 ‘마그네트론’ 기술을 세계 5번째로 국산화 개발에 성공했다.

전자레인지의 작동 원리로 잘 알려진 마그네트론은 높은 진공 공간에서 발생하는 전자빔의 전기 에너지를 고출력 전자기파 에너지로 변환해 방사하는 일종의 전자기파 발생 장치다.

▲KERI 의료 산업용 MW급 ‘마그네트론’ 국산화 개발팀(왼쪽부터 김근주, 김정일, 이정훈, 김상훈 연구원).ⓒ한국전기연구원

그동안 우리나라는 높은 기술 수준 차이로 미국과 일본 등으로부터 전량 해외 수입에 의존했다.

KERI 전기의료기기연구센터 김근주와 김정일 박사팀이 전 세계적으로 다양한 의료와 산업 분야에서 가장 널리 활용되는 ‘고출력 3.1MW급 마그네트론 기술(S-Band 대역인 3.0 GHz 주파수 기준)’을 순수 국내 기술로 개발했다.

연구 개발자인 KERI 김근주 박사는 이번 성과에 대해 "연구원이 자체적으로 보유한 3차원 다중물리 해석기술, 공학구조 설계기술, 측정기술 등이 결합한 마그네트론"이라며 "이 기술을 통해 국내 산업구조 전반의 기술력 강화에 크게 기여할 것"이라고 말했다.

그는 또 "뛰어난 성능과 장치의 소형화, 경량화 장점을 토대로 수요자의 편의성과 활용성을 크게 높였다”고 덧붙였다.

메가와트급의 마그네트론은 높은 출력의 전자기파가 필요한 의료, 산업, 국방, 환경 등 많은 분야에서 활용된다.

▲한국전기연구원이 자체 개발한 의료 산업용 MW급 ‘마그네트론’ 장치.ⓒKERI

KERI 마그네트론 기술은 국산화를 넘어 기존 선진국이 개발한 기술보다도 뛰어나다는 평가다.

이 기술은 다양한 산업분 야에서 보다 안정적으로 고출력 전자기파를 활용할 수 있도록 세계 최초로 ‘이중 튜너(Dual-Tuner) 주파수 제어 구조’를 적용해 기존 상용 제품보다 1.6배 이상 넓은 주파수 대역폭을 가진다는 특징이다.

영구자석 기반의 자기회로 적용해 마그네트론 장치의 소형화, 경량화로 각종 응용 시스템과의 호환성, 설치 효율성, 공간 활용성 등도 높다.

KERI이 자체 개발한 MW급 마그네트론은 의료용 선형가속기 기반 방사선 암 치료기를 비롯해 산업 현장에서의 비파괴 검사 장치와 멸균 그리고 살균장치, 폐기물 처리 장치에 활용된다.

또한 국방 분야에서의 안전과 보안이 필요한 검색 탐지용 레이더 등 다양한 분야에서 이용된다.

KERI은 이번 성과가 고출력 전자기파가 필요한 산업계의 많은 관심을 받을 것이라 보고 관련 수요 업체를 발굴하고 기술 사업화를 추진한다는 계획이다.