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방사광 X선 CT 개요

전문가 제언: ○ X선 CT(Computed Tomography)는 파장이 짧고 투과력이 큰 X선을 이용하여 대상을 회전하든지 아니면 검출기를 대상 주위로 회전하여 얻은 그림들을 재구성해서 3차원 영상을 만드는 기술이다. 최근에는 수㎛ 분해능의 상용 X선 CT가 이용 가능하며 의료분야, 산업분야 및 연구 분야에서 물체의 내부구조 관찰 및 재질분석 등에 이용된다.

○ 또한 광속에 가까운 속도로 직진하는 전자가 자장 중에서 진행방향을 급격하게 구부러지게 하였을 때 그 접선방향으로 발생하는 전자파를 방사광(또는 싱크로트론 방사, Synchrotron Radiation, SR)이라고 한다. 이 방사광 중에서 X선 영역을 이용한 것이 방사광 X선 CT이다. 이러한 방사광 X선은 의료용으로 사용되는 X선과 파장은 같지만 세기가 몇 십억 배인데다 마이크로 단위 면적에 집중적으로 조사가 가능하여 나노 단위의 구조를 관찰하는 데 유용하다.

○ 방사광 X선을 이용한 연구 분야는 ①투과 X선의 감쇠: 이미징 법에 의한 구조 관찰 ②형광 X선과 광전자의 방출: 기능해석, 분광분석 ③X선 회절 산란: 원자배열의 구조해석 ④반응활성점의 생성 : 신재료 창조 등의 분야가 있다. 현상적으로는 일반 X선 이용과 동일하지만 고강도, 단펄스성을 살려 동적인 관찰해석이 가능한 특징이 있다.

○ 현재 대용량의 제3세 방사광 시설은 EU의 ESRF(European Sychrotron Radiation Facility), 미국의 APS(Advanced Photon Source), 일본의 SPring-8으로 가속전자는 각각 6, 7, 8 GeV이다. 우리나라는 포항방사광가속기(PLS, Pohang Light Source)가 유일하다(2.5GeV). 최근에는 제4세대 방사광가속기가 미국, 일본 등을 중심으로 건설 또는 시운전 중이며 우리나라도 4세대 방사광가속기 건설을 추진 중에 있다.

○ 우리나라의 포항방사광가속기는 제3세대 가속기로 각종 첨단연구에 많은 공헌을 하였고 앞으로 4세대 방사광(XFEL, X-선 Free Electron Laser) 시설을 계획하고 있다. 따라서 우리나라가 4세대 방사광가속기를 모두 보유하게 되면 명실상부하게 21세기 우리나라의 첨단 과학기술을 견인하는 선도역할을 하게 될 것이다.

저자: Kentaro Uesugi, Akihisa Takeuchi, Yoshiro Suzuki
자료유형: 학술정보