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원자력연구원,월드컵 바디페인트"목표한 전기출력 장기간 유지…달 착륙선에 탑재해 실증"
한국원자력연구원은 누리호 성능검증위성에 탑재된 원자력전지가 장기적으로 안정적인 성능을 유지하고 있음을 확인했다고 9일 밝혔다.
원자력전지는 방사성동위원소의 붕괴열을 활용해 전력을 생산하는 장치로 태양,월드컵 바디페인트바람 등 외부 동력원이 필요 없어 우주 환경에서의 안정적인 에너지원으로 주목받고 있다.연구원은 2022년 미국과 러시아에 이어 세 번째로 원자력전지 개발에 성공했다.
홍진태 박사 연구팀이 개발한 원자력전지는 방사성동위원소(플루토늄-238)를 열원으로 하고 열을 전기로 변환하는 열전소자,월드컵 바디페인트전지 내부의 열 손실을 막는 열제어 구조체로 구성된 열출력 10W(와트)급의 소형 원자력전지다.
2022년 6월 발사된 누리호(KSLV-Ⅱ) 성능검증위성에 탑재해 4개월 동안 목표한 전기출력 120±50㎽(밀리와트)에 도달하는 것을 확인한 바 있다.
이번에는 2022년 11월부터 지난 5월까지 1년 반 동안 원자력전지가 전기 출력을 장기간 유지할 수 있는지 검증했다.
원자력전지의 출력전압과 내부 온도를 위성 본체로부터 전달받은 뒤 지상국과 교신 시 데이터를 전송받아 분석한 결과 출력 감소나 부품 고장 없이 약 120mW의 전력을 지속해 생산하는 것을 확인했다.
이는 극저온의 달 표면에서 환경온도 모니터링,월드컵 바디페인트우주방사선 계측 등의 임무를 수행할 수 있는 수준이다.
이번 실험은 지구 저궤도에서 방사성물질 사용을 금하는 UN 국제규범에 따라 방사성동위원소 열원을 전기 히터로 대체,방사성동위원소 붕괴열과 동일한 열을 발생시켜 진행됐다.
과학기술정보통신부의 지원을 받아 2016년부터 우주 탐사용 원자력전지 개발 연구를 수행한 지 9년 만에 맺은 결실이다.
연구팀은 앞으로 달 착륙선에 원자력전지를 탑재해 달 표면에서 전력 생산을 실증할 계획이다.
나아가 달 표면 자원 추출 등에도 원자력전지를 활용할 수 있도록 출력과 안전성을 높이는 성능 고도화 연구를 수행 중이다.
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