심지훈 박사 소속 美 연구팀 '플루토늄 물성원인 첫 규명'

포스텍 출신

핵에너지 원료로 인류의 생활에 필수적인 에너지를 생산하면서도 원자폭탄의 재료로 사용되면 한순간 수많은 사람들의 목숨을 앗아가는 '두 얼굴의 물질' 플루토늄의 수수께끼가 포스텍 출신 토종 박사가 소속한 연구팀에 의해 세계 최초로 풀렸다.

심지훈(31·미국 러트거스대학 물리학과 박사후 연구원) 박사가 소속된 러트거스대학 연구팀은 플루토늄이 가진 다양하고 특이한 물성의 원인이 전자의 동역학(動力學)적인 요동 때문이라는 사실을 처음으로 규명하는 데 성공했다. 이 연구 결과는 네이처 3월 29일자를 통해 공개됐다.

지금까지 플루토늄이 어떤 이유로 환경에 따라 다양한 반응을 보이는지 그 원인이 규명되지 않았다.

심 박사팀은 '동역학적 평균장 이론'을 이용, 플루토늄이 다양한 현상을 보이는 것은 원자가(原子價) 전자의 동역학적 요동 때문이라는 사실을 밝혀냈다. 이 연구로 플루토늄의 물성이 규명됨에 따라 위험물질로 분류되는 플루토늄의 안정적이면서도 보다 장기적인 보관이 가능하게 돼 방사성폐기물 처분시설 등에 활용될 것으로 기대된다.

또 심 박사팀이 플루토늄의 물성 규명을 위해 개발한 방법론은 기존의 '밀도범함수 이론'을 혁신적으로 보완할 수 있는 이론으로 평가받고 있다. 1964년 개발돼 물리, 화학, 재료공학 등 다양한 분야에서 활용되고 있는 '밀도범함수 이론'은 극저온 물성 해석에만 적용돼 최근 많은 주목을 받고 있는 고온초전도체 등 신물질 연구에서는 한계가 있다고 지적돼 왔다.

이 연구논문의 제1저자인 심지훈 박사는 포스텍 물리학과에서 학사와 박사(통합과정) 학위를 받은 한국 토종 박사로, 2005-2006년 한국학술진흥재단의 해외 박사후연구원 연수 지원을 받아 현재 미국 러트거스대학 코틀리어(G. Kotliar) 교수 그룹에서 연수를 받고 있다.

포항·박정출기자 jcpark@msnet.co.kr