우주선 뮤온 촬영과 중력측정에 의한 화산 내부의 밀도분포 영상

전문가 제언

○ 지구의 지각과 상부맨틀은 지진과 중력측정에 의해 밝혀졌다. 여러 가지 밀도와 탄성계수에 의한 지구모델이 있다. 그러나 지진학, 중력측정 기술에 의한 지구내부 영상화는 한계를 갖고 있다. 본 해설에서는 우주선의 고에너지 뮤온(muon)이 지구표면부터 어떤 깊이의 암석을 투과한 뮤온 수를 측정하여 얻은 뮤온 촬영과 중력측정에 의해 화산 내부의 밀도분포 영상을 얻는 최근기술에 관하여 개관하였다.

○ 우주선 입자들 대부분은 땅속 깊이에 따라 크게 감소하지만 뮤온은 수km 깊이까지 투과할 수 있다. 이런 뮤온의 특성을 이용하여 지구상층 지각의 내부구조를 촬영할 수 있다. 깊은 지하에 뮤온 검출기를 설치하여 지상에 입사한 뮤온이 지각을 투과한 뮤온 수를 측정, 투과깊이에 따른 뮤온의 흡수율을 계산하여 화산 같은 대형구조물의 내부 단층영상(밀도분포 영상)을 얻을 수 있다.

○ Tokyo대학에서 뮤온 촬영기술(muon radiography, mougraphy)을 개발하여 Mt. Asama, Mt. Usu 등 화산의 내부 단층구조를 밀도분포 영상으로 얻은 것은 획기적인 연구결과로서 뮤온 촬영기술을 실용화할 수 있는 계기를 마련했다고 볼 수 있다. 또한 뮤온 촬영기술의 단점을 보완하여 중력가속도 측정기술(gravimetry)과 뮤온 촬영기술을 결합하여 유용한 밀도 분포의 정보를 제공, 화산폭발의 단기경고를 할 수 있게 한 것은 진일보한 성과라고 평가된다.

○ Engineering Village에서 ‘muon radiography’ 검색에 의하면 , 뮤온 촬영기술에 관한 연구는 미국, 일본, 이태리, 영국 등이 활발하며, 특히 일본은 Tokyo 대학, 지진연구소에서 화산의 내부 영상촬영에 뮤온 촬영기술을 응용하고 있다. 국내에는 아직 뮤온 촬영기술에 관한 연구가 미미한 편이다. 앞으로 국내에서도, 대학과 지진연구소 등에서 관련 연구를 활성화 하여 지각의 내부구조와 지진예측 등에 응용해야할 것이다.

저자

S. Okubo, H. K.M. Tanaka

자료유형

학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

정밀기계

연도

2012

권(호)

23

잡지명

Measurement Science and Technology

과학기술
표준분류

정밀기계

페이지

4200101~4200116

분석자

이*희

분석물

• 우주선 뮤온 촬영과 중력측정에 의한 화산 내부의 밀도분포 영상.pdf [259,218 byte]

이미지변환중입니다.