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[기념강연] 대한민국 중공업의 기반과 국가표준의 초석을 닦은 선구자, 宇靜 김재관 박사를 기리며 - KRISS 이호성 원장(AI 성우 더빙)

우정 김재관 박사는 대한민국 중공업의 기틀을 마련하고 국가표준제도의 초석을 다진 선구적인 과학자입니다. 1933년에 태어나 독일 뮌헨 공과대학교에서 기계공학 박사 학위를 마친 그는 한국과학기술연구원(KIST)의 제1호 유치 과학자로 귀국하며 조국 근대화의 길을 열었습니다. 이후 국방과학연구소 부소장과 상공부 초대 중공업 차관보를 거쳐 한국표준연구소의 초대 소장을 역임하며 우리나라 측정 표준의 기반을 확립하는 데 일생을 바쳤습니다. 그의 위대한 업적은 뒤늦게 재조명되어 2023년 대한민국 과학기술유공자로 지정되며 그 가치를 인정받았습니다. 김재관 박사의 가장 빛나는 업적 중 하나는 포항종합제철 설립의 결정적인 단초를 제공한 것입니다. 1964년 독일 방문 중이던 박정희 대통령에게 전달한 '한국 철강공업 육성 방안' 보고서는 미래를 내다본 혜안의 산물이었습니다. 그는 경제적 타당성 분석을 총괄하며 당시 정부의 계획보다 훨씬 큰 100만 톤 이상의 제철소 건립을 강력히 주장하여 관철했습니다. 이러한 끈기와 전문적인 분석은 1973년 포항종합제철 제1기 준공이라는 역사적 결실로 이어졌고, 이는 대한민국이 세계적인 중공업 강국으로 도약하는 거대한 전환점이 되었습니다. 그의 영향력은 제철에 머물지 않고 조선과 자동차 산업으로까지 넓게 뻗어 나갔습니다. 상공부 중공업 차관보 시절 장기 조선 공업 진흥 계획을 발표하고, 현대자동차 '포니'와 같은 우리나라 고유 모델 제작을 정책적으로 뒷받침하여 오늘날의 산업 인프라를 구축했습니다. 이후 김 박사는 산업 발전을 지속하기 위해서는 독자적인 표준 연구가 필수적임을 절감하고 한국표준연구소 설립에 앞장섰습니다. 미국 국제개발처(AID)의 차관을 확보하고 대덕연구단지 1호 입주 기관으로서 기틀을 잡은 것은 오로지 그의 추진력과 헌신 덕분에 가능했던 일이었습니다. 김재관 박사는 한국이 단순히 선진국의 기술을 유지하는 단계를 넘어, 스스로 표준을 세우는 '1차 표준 기관'이 되어야 한다고 믿었습니다. 미국 국립표준국의 제안을 거절하고 독자적인 표준 확립에 매진한 그는 '선 훈련 후 배치' 전략을 통해 우수한 인력을 양성했습니다. 특히 대한민국만의 독자적인 시간을 갖기 위해 세슘 원자시계를 도입하며 시간 표준 확립에도 큰 족적을 남겼습니다. 이러한 노력 덕분에 우리는 일본 방송에 의존하던 시간을 탈피하여 독자적인 표준시를 전국에 보급하고 산업계 전반에 정밀한 기준을 제공할 수 있게 되었습니다. 무엇보다 중요한 업적은 1980년 헌법에 '국가는 국가표준제도를 확립한다'는 문구를 명문화하여 표준의 위상을 국가적 차원으로 격상시킨 점입니다. 그가 닦아놓은 측정 표준 체계는 오늘날 수많은 교정 기관을 통해 산업계의 튼튼한 근간이 되고 있습니다. 현재 국립현충원에 안장되어 영면을 취하고 있는 김재관 박사의 정신은 한국표준과학연구원의 '우정' 정자와 함께 후학들의 가슴 속에 살아 숨 쉬고 있습니다. 선구자가 보여준 열정과 고귀한 헌신은 대한민국이 과학 기술 강국으로 지속 성장해 나가는 데 영원한 지침서가 될 것입니다.

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[KRISS 보물] 1화 대한민국 과학기술의 초석! 킬로그램 원기 39번

질량은 물질의 고유한 양으로, 장소와 상태에 관계없이 변하지 않는 가치를 지닙니다. 인류는 100년 넘게 이 질량의 기준을 정의하기 위해 백금과 이리듐 합금으로 제작된 '국제 킬로그램 원기'라는 인공물을 사용해 왔습니다. 1789년 프랑스 혁명에서 시작된 미터법은 초기에는 물의 부피를 기준으로 했으나, 정밀도를 높이기 위해 금속 원기로 발전했습니다. 1889년 제1차 국제도량형총회에서 채택된 이 원기는 전 세계 질량 측정의 유일한 표준이 되었습니다. 당시 40여 개의 복제품이 제작되어 각국에 배포되었는데, 그중 킬로그램 원기 39번은 대한민국 질량 표준 역사의 서막을 알리는 특별한 주인공이 되었습니다. 킬로그램 원기 39번의 도입 과정에는 한국 근현대사의 아픔이 고스란히 담겨 있습니다. 공식 기록상 킬로그램 원기 39번은 1894년 일본에 배포되었다가 해방 후인 1947년에야 한국으로 이양되었습니다. 하지만 우리 측 기록과 구전은 다른 이야기를 전합니다. 고종 황제가 대한제국 시절 일본을 통해 구입하여 보관하던 중, 일제 강점기 물자 동원령으로 일본에 빼앗겼던 것을 되찾아왔다는 주장입니다. 비록 현재로서는 일본의 공식 기록에 대응할 만한 추가 사료 발굴이 절실한 상황이지만, 킬로그램 원기 39번이 척박했던 대한민국 과학 기술의 초석을 다지기 위해 도입된 국가적 보물임은 분명한 사실입니다. 고국으로 돌아온 킬로그램 원기 39번의 여정은 결코 순탄치 않았습니다. 6·25 전쟁과 같은 격동기를 거치며 원기 표면에는 수많은 상처가 남았고, 이는 정밀한 질량 측정에 치명적인 영향을 주었습니다. 원기는 극도로 미세한 무게 변화조차 허용하지 않는 극한의 정밀함을 요구하지만, 당시에는 이를 체계적으로 관리할 전문가나 시설이 턱없이 부족했습니다. 이로 인해 국제 교정 시 질량 변화가 크다는 평가를 받기도 했으나, 1993년 새로운 원기인 킬로그램 원기 72번이 도입될 때까지 킬로그램 원기 39번은 국가 질량 표준을 확립하고 산업 발전을 이끄는 중추적인 역할을 묵묵히 수행하며 그 소임을 다했습니다. 과학 기술의 발전은 영원할 것 같았던 인공물 원기의 시대를 마감하게 했습니다. 2018년, 킬로그램의 정의는 인공물에서 물리 상수인 '플랑크 상수'로 재정의되었습니다. 아무리 정교하게 보관해도 원기의 질량이 공기와의 반응이나 마모로 인해 미세하게 변한다는 점이 확인되었기 때문입니다. 이제는 특정 장소에 보관된 원기에 의존하지 않고, 전 세계 어디서나 보편적인 자연 법칙을 통해 질량을 실현할 수 있게 되었습니다. 이러한 변화는 측정의 안정성을 획기적으로 높였으며, 우리나라도 독자적인 질량 표준 실현 장치인 키블 저울 개발에 박차를 가하며 기술 선진국들과 어깨를 나란히 하고 있습니다. 이제 킬로그램 원기 39번은 국가 표준의 자리에서 물러났지만, 그 역사적 가치는 여전히 한국표준과학연구원(KRISS)의 상징으로 남아 있습니다. 과거 우리는 선진국의 기준을 받아들이는 수준에 머물렀으나, 이제는 자체 기술로 질량 표준을 세울 수 있는 측정 강국으로 성장했습니다. 킬로그램 원기 39번은 나라를 빼앗겼던 시절 표준조차 지키기 어려웠던 역사를 잊지 말라는 교훈을 주며, 한 나라의 표준이 곧 기술 수준과 자존심임을 상기시켜 줍니다. 과거의 고난을 딛고 세계적 수준에 도달한 대한민국의 과학 기술은, 이 작은 금속 덩어리에 새겨진 흉터와 열정적인 연구자들의 땀방울에서 시작된 것입니다.

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물리학
지구환경과학
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KRISS 미래비전 2035 | 큐빗(Cubit)에서 큐비트(Qubit)까지

한국표준과학연구원(KRISS)은 수십 년간 쌓아온 정밀함과 집념을 바탕으로 '미래비전 2035'를 수립하며 새로운 도약의 발판을 마련했습니다. KRISS가 정립하는 세상의 기준은 단순한 측정값을 넘어 산업과 사회를 긴밀하게 연결하는 지식의 응축이자 풍요로운 미래를 여는 열쇠입니다. 현재 3대 발전 방향과 8대 발전 전략을 중심으로 국제단위계 실현의 핵심 역할을 수행하고 있으며, 이는 미래 첨단 산업의 길을 여는 초석이 되고 있습니다. 끊임없는 단위 연구를 통해 확립된 표준은 글로벌 과학 기술 발전의 견인차 역할을 하며 대한민국 기술력의 위상을 세계에 알리고 있습니다. 인류 최초의 단위인 큐빗에서 시작된 측정의 역사는 이제 양자 연산의 기본 단위인 큐비트로 진화하고 있습니다. KRISS는 한국형 양자컴퓨터 기술을 선도하며 측정 기술의 진화를 완성해가고 있으며, 한국형 위성항법시스템에 필요한 원자시계를 개발하여 지상과 우주를 하나의 시간으로 연결하고 있습니다. 또한 6G 통신망의 초연결사회에서 데이터의 신뢰성을 보장하기 위한 SI 소급성 체계를 확립하고, 인공지능이 도출하는 결과물을 정확하게 검증할 수 있는 기준데이터를 제공합니다. 이러한 기술적 기반은 자율주행과 첨단 제조 공정의 생산성을 높이는 데 결정적인 기여를 할 것입니다. KRISS의 기준은 단순히 실험실 안에 머물지 않고 국민의 안전과 건강한 삶을 지탱하는 기반이 됩니다. 첨단 의료 기술의 정확도를 높여 질병 진단의 정밀성을 확보하고, 방사능 측정과 국가기간시설의 안전 진단을 통해 재난 없는 사회를 만들어가고 있습니다. 특히 온실가스 측정 기술을 바탕으로 이차전지와 수소에너지 등 신재생에너지의 기준을 제공하여 탄소중립 실현과 지구 환경 보호에 앞장서고 있습니다. 더 투명한 데이터와 깨끗한 지구를 향한 도전은 한국의 과학 기술이 나아가야 할 올바른 방향을 제시하며 우리 모두의 미래를 더욱 안전하고 풍요롭게 가꾸어 나갈 것입니다.

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[단위이야기] 2화 조선시대 도량형의 원기 ‘세종대왕의 황종척’

우리나라 역사 속에는 생활의 지혜가 담긴 다양한 단위들이 존재합니다. '구슬이 서 말이라도 꿰어야 보배'라는 속담처럼 '말'이나 '척', '리'와 같은 단위들은 고대부터 우리 삶과 밀접하게 연결되어 있었습니다. 삼국사기와 같은 고대 문헌에 따르면 보, 리, 장, 척 등 길이 단위와 섬, 되 같은 부피 단위, 그리고 근과 푼 같은 무게 단위가 널리 사용되었음을 알 수 있습니다. 고려 시대에도 주척이라는 기준이 있었으나, 국가 차원의 체계적인 도량형 정비는 조선 시대 세종대왕 대에 이르러 비로소 그 기틀을 완성하게 되었습니다. 세종대왕은 백성을 사랑하는 애민정신을 바탕으로 조선의 모든 제도를 바로잡고자 노력했습니다. 훈민정음 창제와 각종 과학 기구 발명은 물론, 농업과 상업의 효율성을 높이기 위해 도량형의 통일을 추진했습니다. 흥미로운 점은 이러한 도량형 제도의 정비가 음악과 깊은 연관이 있다는 사실입니다. 당시 음악은 국가의 의례와 질서를 상징하는 중요한 요소였기에, 정확한 음의 기준을 세우는 것이 곧 국가의 표준을 세우는 일과 직결되었습니다. 세종은 박연과 함께 조선만의 독자적인 음률 기준인 '황종음'을 정립하기로 결심했습니다. 황종음의 기준이 되는 관의 길이를 정하여 원기로 삼은 것이 바로 '황종척'입니다. 박연은 황해도 해주산 기장 90알을 나란히 쌓아 그 길이에 1촌을 더함으로써 황종척 한 척의 길이를 확립했습니다. 기장이라는 곡물을 기준으로 삼은 이 방식은 자연에서 얻은 보편적인 수치를 활용한 지혜였습니다. 악학궤범에 따르면 황종관은 일정한 부피와 길이를 가졌으며, 이는 단순한 악기의 기준을 넘어 조선의 모든 물리적 수치를 정의하는 출발점이 되었습니다. 이를 통해 조선은 중국의 영향에서 벗어나 독자적인 표준을 갖게 되었습니다. 황종척으로 만들어진 황종관은 소리의 기준일 뿐만 아니라 부피와 무게를 재는 핵심적인 척도가 되었습니다. 예를 들어 기장 1,200알이 들어가는 황종관에 물을 채워 그 무게를 기준으로 푼, 전, 냥, 근과 같은 무게 단위를 정의했습니다. 또한 우리가 흔히 사용하는 부피 단위인 말과 섬 역시 황종척에 그 뿌리를 두고 있습니다. 현재 유물을 통해 추정되는 황종척의 길이는 약 34.48cm이며, 세종대왕은 이를 바탕으로 주척, 영조척, 조례기척 등 용도에 맞는 다양한 자를 제작하여 국가 전반의 측정 정밀도를 획기적으로 높였습니다. 도량형의 통일은 단순히 수치를 맞추는 작업을 넘어 국가 운영의 근간을 세우는 혁신이었습니다. 정확한 토지 측량과 공정한 조세 제도의 재정비가 가능해짐에 따라 백성들의 삶은 이전보다 훨씬 안정될 수 있었습니다. 세종대왕이 황종척을 통해 완성한 도량형 제도는 음악과 과학, 경제와 건축을 아우르는 융합적 사고의 산물이었습니다. 표준이 바로 서야 나라가 바로 선다는 진리를 실천한 이 역사는 오늘날 우리에게도 큰 교훈을 줍니다. 다음에는 암행어사의 상징이자 엄격한 기준자였던 '유척'을 통해 측정의 역사를 더 깊이 살펴보겠습니다.

한국표준과학연구원단위이야기

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[대덕특구 50주년 특별영상] 세상의 기준을 만든 KRISS의 기술

우리 일상 속 모든 측정의 근간이 되는 국가 표준은 국가 발전의 핵심적인 요소입니다. 한국표준과학연구원(KRISS)은 1975년 설립 이래 대한민국 헌법에 명시된 국가 표준 제도 확립을 위해 다양한 분야의 측정 기술을 개발해 왔습니다. 특히 과거 미국에서 도입했던 기술을 넘어 독자적으로 개발한 1 MN 실하중 힘 표준기는 약 100톤의 질량에 해당하는 힘을 정밀하게 측정할 수 있는 장치입니다. 이는 항공우주 산업의 핵심인 누리호 발사체의 추력을 정밀하게 제어하는 등 국가의 중점 산업 분야에서 필수적인 기준 역할을 수행하며 대한민국의 기술적 자립도를 높이는 데 기여하고 있습니다. 우주라는 극한 환경에서 작동하는 인공위성의 성능은 초정밀 광학 기술에 의해 결정됩니다. KRISS는 직경 1m의 비구면 우주용 거울을 독자적으로 개발하여 0.3m 이하의 초고해상도 영상을 확보할 수 있는 기술력을 갖추었습니다. 우주는 진공 상태이며 급격한 온도 변화와 강력한 진동이 발생하는 환경이기에, 지상의 중력 영향을 배제하고 미세한 물질 하나까지 고려한 초정밀 연마 기술이 필수적입니다. 이러한 광학 기술은 국가 전략 자산으로서 기술 이전이 불가능한 분야이기에 KRISS의 자체 개발 성과는 더욱 큰 의미를 가집니다. 이는 위성용 카메라뿐만 아니라 천체 망원경, AR 및 VR 기기 등 미래 산업 전반으로 확장될 잠재력을 지니고 있습니다. 시간의 정의인 '1초'를 정확하게 측정하는 기술은 현대 문명의 통신과 교통 시스템을 지탱하는 버팀목입니다. KRISS는 1988년부터 세슘 원자시계 개발을 시작하여 현재는 기존보다 주파수가 만 배 이상 높은 이터븀 광시계를 통해 세계협정시 생성에 기여하고 있습니다. 광시계는 5천만 년에 1초의 오차도 허용하지 않을 만큼 극도의 정밀도를 자랑하며, 이는 자율주행이나 첨단 스마트 기술에서 요구되는 1억 분의 1초 단위의 정확도를 보장하는 기반이 됩니다. 수많은 레이저와 복잡한 제어 시스템을 안정적으로 운용해야 하는 이 기술은 우리가 미처 보지 못했던 새로운 과학적 현상을 관측하는 도구로서 그 가치를 증명하고 있습니다. 미래의 게임 체인저로 불리는 양자 컴퓨팅 분야에서도 KRISS의 측정 제어 기술은 핵심적인 역할을 담당합니다. 초전도 현상을 이용한 양자 컴퓨팅 시스템은 '큐비트'라는 소자를 정밀하게 설계하고 평가하는 기술이 관건이며, 이는 연구원이 지난 35년간 축적해 온 조셉슨 전압 표준과 초전도 양자 센서 기술을 뿌리로 두고 있습니다. 미세한 에너지를 다루는 양자 기술은 결국 극도의 정밀 측정이 필수적이기에 연구원의 임무와 가장 잘 부합하는 분야이기도 합니다. 이미 의료 진단 분야에서 상용화된 양자 센서 기술처럼, 양자 컴퓨팅 기술 또한 향후 수년 내에 완성도를 높여 초기 산업적 활용이 가능한 수준으로 발전할 것으로 기대됩니다. 한국표준과학연구원의 역사는 선진국을 뒤쫓던 추격의 과정에서 시작하여, 이제는 세계와 어깨를 나란히 하는 성취의 시대를 지나고 있습니다. 과거 '맨땅에 헤딩' 하듯 기술을 개척해 온 정신은 오늘날 세계 최고 수준의 측정 표준을 확립하는 밑거름이 되었습니다. 이제 KRISS는 단순한 기술 보유국을 넘어 세계 표준의 새로운 목표를 스스로 제시하는 선두 주자로서의 도약을 준비하고 있습니다. 성숙한 기술력을 바탕으로 다음 세대를 길러내고 인류 사회에 기여하는 '재탄생'의 과정을 통해, 연구원은 앞으로도 세상의 모든 기준을 만드는 국가 측정 표준 대표기관으로서의 사명을 다하며 대한민국의 미래 과학 기술을 견인할 것입니다.

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[KRISSCHOOL] 3교시 물체의 무게 실험 편/ 박사님이 가르쳐주는 물체의 무게!

일상생활에서 마라탕 재료를 담을 때처럼 우리는 직관적으로 무게를 가늠하곤 합니다. 하지만 사람의 감각은 주관적이기 때문에 물체의 실제 무게를 정확한 수치로 파악하는 데는 한계가 있습니다. 같은 양이라도 때로는 더 무겁게, 때로는 더 가볍게 느껴지는 혼란을 겪기도 하죠. 이러한 오차를 줄이고 객관적인 값을 얻기 위해 필요한 도구가 바로 저울입니다. 무게 측정은 우리 삶의 공정성과 정확성을 지키는 첫걸음이라 할 수 있습니다. 저울의 기본 원리는 시소 놀이에서 흔히 볼 수 있는 수평 잡기에서 시작됩니다. 서로 무게가 다른 물체가 평형을 이루려면 무거운 쪽이 받침점에 더 가까이 위치해야 합니다. 반대로 무게가 같다면 받침점으로부터 같은 거리에 있을 때 수평을 유지합니다. 이러한 지레의 원리를 이용한 장치가 양팔저울입니다. 한쪽에는 측정하려는 물체를, 다른 쪽에는 무게를 이미 알고 있는 기준 물체인 추를 올려 수평을 맞춤으로써 정확한 무게를 찾아냅니다. 무게를 측정하는 또 다른 방식은 용수철의 탄성을 이용하는 것입니다. 용수철저울은 물체가 아래로 당겨지는 힘에 따라 용수철이 늘어나는 길이를 측정하여 무게를 표시합니다. 이때 가장 중요한 과정은 아무것도 매달지 않았을 때 지시값이 0이 되도록 맞추는 영점 조절입니다. 또한 눈금을 읽을 때는 지시선과 눈의 높이를 수평으로 맞추어야 오차를 방지할 수 있습니다. 이러한 정밀한 측정 과정은 과학적 신뢰도를 높이는 핵심적인 절차입니다. 우리가 측정하는 무게의 본질은 사실 지구가 물체를 잡아당기는 힘의 크기를 의미합니다. 과학적 정의에 따르면 무게는 중력의 영향을 받으므로 측정 장비의 정확성이 무엇보다 중요합니다. 저울이 가리키는 숫자가 실제로 믿을 만한 것인지 검증하기 위해서는 국가적 차원의 표준 장비가 필요합니다. 한국표준과학연구원과 같은 전문 기관에서는 거대한 표준기를 통해 시중의 저울들이 오차 없이 작동하는지 교정하는 역할을 수행하며 측정의 기준을 확립합니다. 정확한 무게 측정은 국민의 안전과 국가 산업 발전에도 지대한 영향을 미칩니다. 우주 발사체인 누리호 엔진의 추력을 검증하거나, 대형 교량과 건물을 지탱하는 철근의 강도를 측정할 때 정밀한 힘의 표준이 적용됩니다. 또한 쌀이나 밀과 같은 자원을 거래할 때 발생하는 경제적 손실을 막기 위해서도 상거래용 저울의 교정은 필수적입니다. 이처럼 무게 측정 기술은 눈에 보이지 않는 곳에서 우리 사회의 질서와 안전을 든든하게 뒷받침하고 있습니다.

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[KRISS 표준백과사전] 제6화 우리가 자를 신뢰할 수 있는 이유! 바로 '측정소급성' 때문!

일상생활에서 키를 재거나 물건의 길이를 측정할 때 우리는 당연하게 자를 사용합니다. 하지만 우리가 측정한 결과를 전적으로 신뢰할 수 있는 이유는 단순히 눈금이 정교하기 때문만이 아닙니다. 모든 측정 행위는 본질적으로 기준이 되는 대상과의 비교를 전제로 하며, 이를 통해 측정값의 신뢰성을 확보하는 체계를 '측정 소급성'이라고 부릅니다. 멀리 떨어진 친구에게 물건의 크기를 설명할 때 특정 사물과 비교가 필요하듯이, 전 세계가 공통으로 사용할 수 있는 명확한 기준을 세우는 것이 측정의 시작입니다. 과거 인류는 길이를 정의하기 위해 시대마다 다양한 기준을 활용해 왔습니다. 고대 이집트에서는 파라오의 팔 길이를 기준으로 삼았고, 프랑스 혁명기에는 지구 자오선을 기준으로 미터를 정의하기도 했습니다. 이후 백금-이리듐 합금으로 만든 미터 원기를 표준으로 사용하다가, 현재는 변하지 않는 물리 상수인 빛의 속력을 기준으로 삼고 있습니다. 빛이 진공에서 특정 시간 동안 진행한 경로의 길이를 미터로 정의함으로써, 이제는 시공간의 제약을 받지 않는 절대적이고 보편적인 측정 표준을 확립하게 되었습니다. 국가측정표준기관인 한국표준과학연구원(KRISS)은 'KRISS 레이저 2'와 같은 첨단 장비를 통해 미터 정의를 실제로 구현하는 1차 측정 표준을 유지합니다. 이러한 고도의 표준은 일반 산업 현장이나 실생활에서 직접 구현하기 어렵기 때문에 단계별 비교 과정을 거치게 됩니다. 1차 측정 표준을 통해 2차 표준을 교정하고, 다시 이를 바탕으로 3차 표준을 만드는 계층적 구조를 형성하는 것입니다. 이러한 체계 덕분에 우리는 복잡한 장비 없이도 충분한 정확도를 갖춘 측정 도구를 실생활에서 편리하게 사용할 수 있습니다. 측정 소급성이란 결국 상위 측정 표준과의 객관적인 비교와 검증을 통해 측정의 신뢰성을 끝까지 추적할 수 있는 성질을 의미합니다. 우리가 사용하는 자를 상위 단계의 표준과 비교하여 교정하고, 그 상위 표준을 다시 국가 표준과 연결하는 과정이 마치 긴 사슬처럼 이어져 있는 셈입니다. 이 연결고리가 단단하게 유지될 때 비로소 우리가 일상에서 측정하는 모든 수치가 과학적인 신뢰성을 얻게 됩니다. 이는 현대 사회의 모든 공학적 설계와 과학적 연구가 흔들림 없이 진행될 수 있도록 뒷받침하는 기초가 됩니다. 이러한 측정의 신뢰성은 국내 산업뿐만 아니라 국가 간의 기술 교류에서도 필수적인 요소로 작용합니다. 현대 국가들은 국제도량형위원회의 주관 아래 상호인정협약(MRA)을 맺고, '국제비교'라는 과정을 통해 각국의 측정 능력을 엄격하게 검증하고 있습니다. 이를 통해 국경을 넘어 서로의 측정값을 신뢰하고 긴밀한 기술적 협력을 이어갈 수 있는 것입니다. 보이지 않는 곳에서 비교의 연결고리를 이어가는 측정 소급성은 현대 정밀 산업 문명을 지탱하는 거대한 신뢰의 네트워크라고 할 수 있습니다.

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공학·기술

[KRISS 스탠다드 클라스] 제4화 진공압력측정표준팀/세상의 모든 진공과 압력을 측정하다!

진공은 우리 일상에서 진공청소기나 포장재 등을 통해 흔히 접하는 개념이지만, 과학적 의미에서의 진공은 단순한 ‘비어 있음’ 이상의 깊은 의미를 지닙니다. 한자어로는 완전히 비어 있다는 뜻의 ‘절대 진공’을 의미하지만, 실제 자연계에서는 양자역학적 특성상 입자가 끊임없이 생성되므로 완벽한 진공을 구현하는 것은 불가능에 가깝습니다. 대신 우리는 압력이라는 물리량을 통해 진공의 정도를 표현하며, 우리가 숨 쉬는 대기압을 기준으로 압력이 낮아지는 방향을 진공의 영역으로 정의합니다. 대기압과 진공은 서로 밀접하게 연동되어 우리 주변의 물리적 환경을 구성하는 핵심적인 요소로 작용합니다. 진공에 대한 과학적 탐구는 17세기 이탈리아에서 본격적으로 시작되었습니다. 당시 갈릴레오는 펌프로 물을 끌어올릴 때 10미터 이상의 높이에서는 물이 더 이상 올라가지 않는 현상에 의문을 품었고, 그의 제자인 토리첼리가 이 수수께끼를 풀었습니다. 토리첼리는 물 대신 밀도가 높은 수은을 이용해 실험을 진행했고, 유리관 속의 수은 기둥이 일정 높이에서 멈추며 그 윗부분에 빈 공간이 생기는 것을 확인했습니다. 이것이 인류가 처음으로 증명한 진공의 존재였으며, 이 실험은 공기가 무게를 가지고 압력을 행사한다는 사실을 깨닫게 한 과학사의 중대한 전환점이 되었습니다. 진공 기술은 현대 과학기술과 산업 전반에서 ‘봄날의 햇살’처럼 보이지 않는 곳에서 핵심적인 역할을 수행합니다. 식품의 신선도를 유지하는 진공 포장에서부터 정밀한 기압 설계에 이르기까지 그 응용 분야는 매우 넓습니다. 특히 반도체나 디스플레이 제조 공정에서는 미세한 불순물조차 치명적인 결함이 될 수 있는데, 고진공 환경을 조성함으로써 외부 기체나 오염 물질이 공정을 방해하지 않도록 철저히 차단합니다. 또한 누리호와 같은 우주 발사체가 극한의 환경을 견디며 비행할 수 있도록 지상에서 미리 우주와 유사한 고진공 상태를 만들어 테스트하는 과정에도 필수적으로 활용됩니다. 정밀한 산업 기술이 발전할수록 진공을 정확하게 측정하는 표준의 가치는 더욱 높아집니다. 반도체 공정에 사용되는 수많은 계측기가 올바른 수치를 가리키지 않는다면 생산 품질에 큰 차질이 생기며 전 세계 시장에서의 경쟁력을 잃게 됩니다. 이를 방지하기 위해 각 국가는 저진공부터 고진공에 이르는 다양한 구간의 표준기를 개발하여 산업체의 장비들을 교정하고 신뢰성을 부여합니다. 대한민국 국가측정표준 대표기관인 한국표준과학연구원(KRISS) 역시 국제적인 비교 연구를 주도하며 우리 기술이 세계 어디에서나 동일한 기준으로 인정받을 수 있도록 견고한 측정 표준 체계를 확립해 나가고 있습니다. 현재 진공 측정 기술은 과거의 수은 기반 방식에서 벗어나 빛을 활용한 광 기반 진공 표준기인 ‘OOPS(Upcoming Optical Pressure Standard)’로의 대전환을 맞이하고 있습니다. 수은의 유해성 문제를 해결함과 동시에 빛의 굴절률 변화를 정밀하게 측정하여 압력을 도출하는 이 방식은 기존보다 수십 배 이상의 높은 분해능과 광범위한 측정 능력을 자랑합니다. 이러한 차세대 표준 기술을 확보하는 것은 곧 글로벌 기술 주도권을 잡는 일이며, 대한민국 연구진은 독자적인 기술력을 바탕으로 세계 표준의 중심에 서기 위해 매진하고 있습니다. 안전하고 정밀한 빛의 세계가 열어갈 진공 표준의 미래는 우리 삶의 품질을 한 단계 더 끌어올릴 것입니다.

한국표준과학연구원스탠다드 클라스

물리학
공학·기술

[KRISS 표준백과사전] 제1화 표준이 뭐냐고? 이 영상 하나로 종결!

우리 일상에는 수많은 보이지 않는 약속이 숨어 있습니다. 이를 '표준'이라고 부르는데, 이는 단순히 평균적인 수치를 넘어 사물의 성격이나 정도를 판단하는 근거가 됩니다. 표준은 크게 과학 기술적 표준과 인문 사회적 표준으로 나뉩니다. 과학 기술 분야에서는 문서로 규정된 성문 표준, 정확한 단위를 정의하는 측정 표준, 그리고 신뢰성 있는 데이터를 축적한 참조 표준이 핵심을 이룬다. 이러한 체계는 국가표준기본법에 따라 국가 차원에서 관리되며, 우리 삶의 질과 산업의 효율성을 높이는 중요한 밑바탕이 됩니다. 성문 표준은 사회 전반의 안전과 경제성을 위해 문서화된 규정이나 기호 등을 의미합니다. 옷가게에서 치수를 잴 때 가게마다 기준이 다르다면 큰 혼란이 생기겠지만, 성문 표준이 있다면 누구나 동일한 방식으로 부위를 측정하고 소통할 수 있습니다. 대표적인 사례로 교통신호등, A4 용지, 그리고 한국산업표준(KS)이 있습니다. 이는 국가기술표준원에서 관할하며, 국제표준화기구에서도 우리 기술이 세계의 기준이 될 수 있도록 정부를 대표해 주도적인 역할을 수행하고 있습니다. 정확한 측정값이 일상에서 통용되려면 단위의 정의가 명확해야 합니다. 이를 위해 한국표준과학연구원(KRISS)은 측정 표준을 확립하고 세계적인 수준의 기술력을 유지하고 있습니다. 아울러 방대한 데이터를 과학적으로 분석해 공인한 '참조 표준' 역시 국가의 중요한 자산입니다. 5,000명 이상의 한국인 인체 치수를 조사한 데이터는 생활가구 제작부터 첨단 웨어러블 로봇 개발까지 폭넓게 활용됩니다. 이처럼 보이지 않는 표준의 힘은 우리 산업의 품질을 높이고 일상을 더욱 풍요롭고 편리하게 만들어 줍니다.

한국표준과학연구원KRISS 표준백과사전

융합
공학·기술

KRISS 인증표준물질(CRM) 홍보영상_full ver.

우리 산업 전반에서 사용되는 각종 물질의 상태를 정확하게 측정하는 일은 사회적 안전과 풍요를 위한 필수적인 기초입니다. 중금속이나 나노 물질, 유해 가스처럼 눈에 보이지 않는 요소들을 정밀하게 분석하기 위해서는 신뢰할 수 있는 척도가 필요합니다. 이를 위해 도입된 것이 바로 인증표준물질(CRM)입니다. 이는 측정 성분의 함량과 측정불확도가 엄격하게 산출되어 있으며, 측정 결과의 정확성을 추적할 수 있는 측정 소급성을 갖춘 공인된 표준물질을 의미합니다. 한국표준과학연구원(KRISS)은 국가측정표준기관으로서 다양한 산업계의 수요를 반영한 CRM 개발에 앞장서고 있습니다. 식품의 안전성부터 첨단 소재의 구성 성분까지 연구의 폭을 넓히며, 국제 기준에 부합하는 엄격한 품질관리 시스템을 운영합니다. 특히 국제비교를 통해 검증된 정확성을 바탕으로, 우리나라의 표준물질이 세계 시장에서도 표준으로 인정받을 수 있도록 지원합니다. 이러한 연구 성과는 신속한 보급과 철저한 사후관리를 통해 국내 산업 현장에 실질적인 도움을 주고 있습니다. 개발된 인증표준물질(CRM)은 실생활의 다양한 영역에서 안전을 지키는 역할을 수행합니다. 식품의 영양성분이나 유해 물질을 검사하여 건강한 식단을 보장하고, 의료 현장에서는 혈액 검사의 정확도를 높여 질병을 조기 진단하는 토대가 됩니다. 또한 환경오염물질의 정밀 분석과 주력 산업의 제품 적합성평가를 위한 기준으로 활용되어 우리 기업의 글로벌 경쟁력을 높이는 데 기여합니다. 앞으로도 지속적인 연구를 통해 새로운 질병이나 환경 변화에 대응하며 신뢰사회의 기반을 더욱 튼튼히 다져나갈 것입니다.

한국표준과학연구원KRISS 홍보영상(Promotion Video)

화학
생명과학
지구환경과학
공학·기술

[KRISS 스탠다드 클라스] 제1화 선량측정표준팀/방사선량에도 측정표준이 있다?!

한국표준과학연구원(KRISS)의 선량측정표준팀은 대한민국의 모든 방사선량을 정확한 기준에 따라 측정하고 관리할 수 있도록 측정표준을 확립하는 핵심적인 역할을 수행합니다. 이곳은 국가측정표준 대표기관으로서 생활과 기술의 품격을 높이기 위해 우수한 기술력을 바탕으로 방사선 방호, 진단, 치료 등 다양한 분야의 표준을 정립하고 있습니다. 모든 국민이 방사선을 안전하고 효율적으로 사용할 수 있도록 보이지 않는 곳에서 정밀한 기준을 세우는 것이 이들의 본질적인 임무라고 할 수 있습니다. 방사선 진단은 주로 의료 현장에서 인체의 내부 구조를 확인하기 위해 활용됩니다. 대표적으로 CT 촬영이나 엑스선 투과 검사 등이 있으며, 이러한 과정에서 방사선량의 정확한 측정은 인체 건강과 직결되는 매우 중요한 요소입니다. 선량측정표준팀은 방사선이 인체에 미치는 영향을 고려하여 의료 분야에 특화된 정밀한 측정 기술을 보급하고 있습니다. 이를 통해 환자는 적절한 선량으로 정확한 진단을 받을 수 있으며, 의료진은 신뢰할 수 있는 데이터를 바탕으로 환자의 상태를 명확하게 파악하게 됩니다. 방사선 방호와 안전 관리 역시 선량측정표준팀의 주요 연구 분야 중 하나입니다. 연구팀은 서베이미터와 같은 장비를 활용해 특정 공간의 방사선 위험성을 탐지하고, 작업자가 착용하는 개인 선량계를 통해 방사선량을 관리하는 기준을 마련합니다. 방사선은 산업 환경과 의료 현장 등 다양한 곳에서 사용되기에, 각 환경에 적합한 안전 기준을 세우는 것이 필수적입니다. 연구팀은 다방면에서 방사선량을 정밀하게 측정할 수 있는 표준을 연구하여 안전한 작업 환경 조성을 든든하게 뒷받침하고 있습니다. 방사선 치료 분야에서는 암세포를 효과적으로 제거하면서 주변 정상 세포의 손상을 최소화하는 것이 관건입니다. 이를 위해 연구팀은 인체 조직과 유사한 성질을 가진 물을 기준으로 한 '물 흡수 선량' 표준을 개발하여 보급하고 있습니다. 국제 기구에서는 치료 선량의 오차를 5% 이내로 유지할 것을 권고하고 있는데, 선량측정표준팀의 정밀한 교정 서비스와 기술 지원은 이러한 엄격한 기준을 충족하도록 돕습니다. 이는 환자가 최적의 선량으로 암을 치료받고 부작용을 최소화할 수 있는 환경을 제공하는 핵심 기반이 됩니다. 방사선에 대한 막연한 공포감을 해소하는 것 또한 측정 표준이 가진 중요한 가치입니다. 연구팀은 부정적인 인상을 줄 수 있는 용어 대신, 과학적이고 객관적인 '방사선량'이라는 표현을 사용하여 올바른 정보 확산에 힘쓰고 있습니다. 측정이라는 도구는 위험을 사전에 감지하고 대처할 수 있는 능력을 부여하며, 대중이 느끼는 심리적 불안을 완화하는 역할을 합니다. 정확한 표준 기술은 단순히 수치를 제공하는 것을 넘어, 전 국민이 언제 어디서나 안전하고 건강한 일상을 누릴 수 있도록 돕는 든든한 사회적 안전장치가 됩니다.

한국표준과학연구원스탠다드 클라스

물리학
생명과학
공학·기술

[랜선투어] KRISS 길이표준그룹

우리 일상에서 사용하는 스마트폰, 의류, 카메라 등 대다수의 제품에는 보이지 않는 수많은 기술이 녹아 있습니다. 그중에서도 가장 기초가 되는 것이 바로 '길이 표준'입니다. 우리가 물건을 만들 때 사람마다 가진 주관적인 길이에 대한 감각은 각기 다르기 때문에, 정확한 기준이 없다면 정밀한 제조는 불가능해집니다. 한국표준과학연구원은 이러한 차이를 메우고 모두가 신뢰할 수 있는 정확한 측정 기준을 정립하는 곳입니다. 실생활에서 흔히 쓰이는 자 하나부터 첨단 장비까지, 정확한 길이를 측정하는 일은 산업 전반의 신뢰를 구축하는 중요한 토대가 됩니다. 현대 사회의 첨단 제품들은 눈으로 확인하기 어려울 만큼 미세한 부품들로 구성되어 있습니다. 예를 들어 스마트워치 내부의 반도체 칩이나 TV 디스플레이에 쓰이는 유리 기판은 극도로 정밀한 측정을 필요로 합니다. 만약 TV 유리의 두께가 미세하게라도 일정하지 않다면 화면의 선명도가 떨어지는 문제가 발생할 수 있습니다. 이처럼 우리 눈에 보이지 않는 작은 오차가 제품의 품질을 결정짓기 때문에, 첨단 산업 현장에서는 아주 작은 단위까지 정확하게 읽어낼 수 있는 정밀 측정 장비와 기술이 필수적으로 요구됩니다. 정밀한 길이 측정에는 주로 빛을 이용하는 광학 기술이 활용됩니다. 특히 빛의 간섭 현상을 이용하면 머리카락 굵기의 수십 분의 일에 해당하는 수십 마이크로미터 단위까지 정확하게 측정할 수 있습니다. 우리가 볼 수 있는 가시광선 영역을 넘어 적외선과 같은 보이지 않는 빛을 이용해 반도체 웨이퍼 위의 미세한 패턴 단차를 측정하기도 합니다. 공기의 흐름이나 온도 변화까지 고려하며 측정이 이루어지는 이유는 아주 미세한 환경 변화도 측정값에 영향을 줄 수 있기 때문입니다. 이러한 극한의 정밀함이 곧 국가의 기술 경쟁력을 대변합니다. 과거 우리나라는 선진국의 측정 기술을 뒤쫓기에 급급했지만, 오늘날 대한민국의 길이 측정 기술력은 이미 세계적인 수준에 도달해 있습니다. 이러한 성과는 물리학과 광학, 기계공학 및 전자공학 등 다양한 학문적 지식을 융합하여 장비를 설계하고 측정 기술을 연구한 전문가들의 노력 덕분입니다. 미래의 과학자를 꿈꾸는 이들에게는 사물을 깊이 있게 관찰하는 재미와 더불어 다방면의 공학적 지식이 요구됩니다. 끊임없는 기술 개발과 정밀한 표준 확립을 통해 우리나라는 첨단 산업을 선도하는 측정 강국으로 자리매김하고 있습니다. 길이 표준은 단순히 숫자를 재는 행위를 넘어 첨단 산업의 핵심적인 지표 역할을 수행합니다. 사람의 눈으로는 식별이 불가능한 미세한 공정을 관리하고 정밀한 기준을 제시함으로써, 반도체나 디스플레이 같은 고부가가치 산업이 세계적인 경쟁력을 갖출 수 있도록 뒷받침하기 때문입니다. 올바른 기준이 있을 때 비로소 우리는 더 안전하고 뛰어난 성능의 제품을 일상에서 누릴 수 있습니다. 눈에 보이지 않는 곳에서 정밀함의 가치를 지켜가는 이 연구는 기술의 한계를 넓히고 우리의 미래를 더욱 선명하게 만들어줄 것입니다.

한국표준과학연구원KRISSCHOOL

물리학
융합
공학·기술

[WMD 2021] 2021년 세계측정의 날: 전문가 강연(KAIST 바이오및뇌공학과 예종철 교수)

2016년 알파고와 이세돌의 대결은 전 세계에 큰 충격을 주며 인공지능 시대의 개막을 알렸습니다. 당시 연구 현장에 있던 전문가들조차 인공지능이 보여준 압도적인 성능에 놀라움을 금치 못했으며, 이는 의료 분야에서도 새로운 연구의 흐름을 만들어내는 결정적인 계기가 되었습니다. 특히 저선량 CT 영상의 노이즈 제거 기술에 딥러닝을 적용하면서 인공지능의 강력한 파급력이 실질적으로 입증되었습니다. 기존의 고전적인 방식보다 월등히 뛰어난 성능을 보인 인공지능 기술은 불과 2년 만에 글로벌 기업에서 상용화 제품으로 출시될 정도로 의료 현장의 판도를 빠르게 바꾸어 놓았습니다. 현재 의료 인공지능은 단순한 연구 수준을 넘어 진단, 영상 분할, 정합 등 의료 전반의 핵심적인 영역에서 활약하고 있습니다. 안저 영상을 통한 안질환 진단이나 피부암 판독 분야에서는 이미 숙련된 인간 전문가와 대등하거나 오히려 더 높은 정확도를 보여주는 사례가 잇따라 보고되고 있습니다. 한때 인공지능이 의사를 완전히 대체할 것이라는 급진적인 전망도 있었으나, 현재는 의료계 내에서도 인공지능이 의사의 지능을 보완하고 돕는 '증강 지능(Augmented Intelligence)'으로서 자리를 잡아가고 있습니다. 이제 인공지능 활용 능력은 의료진의 필수적인 역량 중 하나로 평가받고 있습니다. 딥러닝이 의료 분야에서 이처럼 비약적인 발전을 이룰 수 있었던 핵심 요인은 특징(Feature) 추출의 자동화에 있습니다. 과거의 기계 학습은 전문가가 직접 데이터에서 유의미한 특징들을 찾아내고 가공하는 과정이 필수적이었으나, 딥러닝은 데이터만 입력하면 알고리즘이 스스로 최적의 정보를 추출하여 분류까지 수행합니다. 이러한 특성 덕분에 데이터와 연산 도구만 있다면 과거보다 적은 노하우로도 고성능의 모델을 개발할 수 있는 환경이 조성되었습니다. 이는 수많은 의료 AI 스타트업이 탄생하고 이미징, 신약 개발, 유전체 분석 등 다양한 영역에서 혁신적인 성과가 쏟아지는 원동력이 되었습니다. 하지만 인공지능의 성능이 향상될수록 '가비지 인, 가비지 아웃(Garbage In, Garbage Out)'이라는 데이터의 원칙은 더욱 중요해지고 있습니다. 정제되지 않았거나 편향된 데이터를 학습할 경우, 인공지능은 아무리 고도화되어도 잘못된 결과를 도출할 수밖에 없습니다. 자연어 처리 모델에서 발생했던 인종차별이나 성차별적인 편향성 이슈는 데이터의 품질이 인공지능의 윤리와 성능에 얼마나 큰 영향을 미치는지 보여줍니다. 의료 분야에서도 마찬가지로 특정 목적에 편중된 데이터만을 학습한 모델은 실제 임상 현장에서 환자의 상태를 오판할 위험이 크기에 학습 데이터의 신뢰성 확보가 무엇보다 중요합니다. 대한민국은 2020년 데이터 3법 공포를 통해 가명 처리된 의료 데이터를 과학적 연구에 활용할 수 있는 법적 토대를 마련하며 의료 AI 강국으로의 도약을 준비하고 있습니다. 이를 바탕으로 정부와 기업은 범국가적인 '보건의료 빅데이터 플랫폼'을 구축하여 파편화된 병원 데이터를 통합하고 연구자들이 안전하게 활용할 수 있는 환경을 조성하고 있습니다. 단순히 데이터의 양을 늘리는 단계를 넘어, 국가 표준에 따라 정제되고 표준화된 양질의 데이터를 확보하는 체계를 갖추는 것만이 미래 정밀 의료를 실현하고 의료 인공지능의 경쟁력을 높이는 근본적인 해법이 될 것입니다.

한국표준과학연구원KRISS 행사

생명과학
뇌인지과학
융합
공학·기술

[KRISS 잇터뷰] 제4화 (이형규 책임연구원)

한국표준과학연구원(KRISS)의 이형규 박사는 겉으로 보기에는 완벽하고 냉철한 '차도남'의 이미지를 풍기지만, 그 내면에는 예상치 못한 소탈함과 인간적인 매력을 품고 있는 연구자입니다. 동료들 사이에서 그는 세련된 외모와는 달리 가끔 보여주는 빈틈 덕분에 더욱 친근한 인물로 통합니다. 연구에 몰입할 때는 누구보다 날카로운 분석력을 발휘하지만, 일상 속에서는 주변 사람들에게 웃음을 주는 반전 매력을 지니고 있습니다. 이러한 입체적인 면모는 그가 단순히 연구실에만 갇혀 있는 학자가 아니라, 동료들과 깊게 교감하며 함께 성장해가는 따뜻한 과학자임을 보여주는 지점이라 할 수 있습니다. 15년이라는 긴 시간 동안 함께해온 동료들은 이형규 박사를 자신만의 확고한 스타일을 가진 세련된 안목의 소유자로 기억합니다. 그는 단순한 물건 하나를 고를 때도 그 가치와 의미를 중요하게 생각하며, 때로는 리미티드 에디션 같은 특별한 예술품에 매료되기도 하는 남다른 감각을 지녔습니다. 동료들 사이에서 그는 함께 있으면 무언가를 사고 싶게 만드는 묘한 설득력을 가진 홍보대사로 통하기도 합니다. 이러한 심미안은 연구 과정에서 요구되는 정밀함과 섬세함이 일상의 영역으로 확장된 결과이며, 그의 삶 전반에 흐르는 완벽주의와 예술적 감수성이 조화를 이루고 있음을 잘 나타내 줍니다. 이형규 박사의 일상은 연구에 대한 열정과 가족에 대한 책임감, 그리고 개인적인 성취를 위한 부단한 노력으로 채워져 있습니다. 주말부부로서 가족과 떨어져 지내면서도 가장으로서의 역할을 묵묵히 수행하는 그는, 퇴근 후 수영을 통해 체력을 단련하며 생활체육지도사 자격증이라는 새로운 목표에 도전하고 있습니다. 연구원이 연구라는 본업에 모든 에너지를 쏟다 보면 다른 분야에서는 다소 서툰 모습을 보일 때도 있지만, 이는 오히려 그가 얼마나 자신의 연구에 진심으로 몰입하고 있는지를 방증합니다. 삶의 균형을 찾으려 노력하는 그의 모습에서 우리는 과학자의 인간적인 고뇌와 성실함을 엿볼 수 있습니다. 그가 몸담고 있는 전기표준실은 국가 전기 에너지의 기준을 세우는 핵심적인 장소입니다. 가전제품의 전압이 정확하게 유지되도록 검사 장비의 기준을 잡는 일은 산업 전반의 신뢰도를 결정짓는 매우 중요한 기초 작업입니다. 우리가 일상에서 사용하는 220V 전압이 일정하게 유지되어 안전하게 전기를 사용할 수 있는 배경에는, 이처럼 보이지 않는 곳에서 묵묵히 기준을 지키는 연구자들의 헌신이 있습니다. 풍수지리적으로 좋은 터에 자리 잡은 연구실에서 그는 오늘도 미세한 오차조차 허용하지 않는 엄격한 기준으로 국가 표준의 근간을 튼튼히 다지고 있습니다. 국가 표준을 연구하는 일은 우리 곁의 공기와도 같아서, 모든 것이 정상적으로 작동할 때는 그 소중함을 깨닫기 어렵습니다. 하지만 사회 간접 인프라가 원활하게 돌아가기 위해서는 반드시 누군가가 그 보이지 않는 기준을 지키고 관리해야만 합니다. 이형규 박사가 수행하는 연구는 바로 그런 보이지 않는 가치를 수호하는 일이며, 세상의 질서를 유지하는 필수적인 토대입니다. 남들이 알아주지 않아도 묵묵히 자신의 자리를 지키며 완벽한 표준을 향해 나아가는 그의 모습은, 현대 과학이 우리 삶을 지탱하는 가장 정직하고도 강력한 힘임을 다시금 일깨워 줍니다.

한국표준과학연구원KRISS 잇터뷰

공학·기술

[KRISS 잇터뷰] 제3화 (최재혁 책임연구원)

힘은 우리 주변 어디에나 존재하며 일상생활의 안전과 밀접하게 연관되어 있습니다. 우리가 거주하는 건물이 무너지지 않고 견고하게 서 있을 수 있는 이유나, 자동차가 충돌 시 승객을 안전하게 보호할 수 있도록 설계되는 배경에는 정밀한 힘 측정이 자리 잡고 있습니다. 한국표준과학연구원(KRISS)은 이러한 힘 표준을 정립하여 사회 전반의 안전과 기술 발전을 뒷받침하는 핵심적인 역할을 수행합니다. 보이지 않는 힘을 정량화하고 신뢰할 수 있는 데이터를 제공함으로써 국가 표준의 기틀을 견고히 다지고 있습니다. 최근의 과학 기술은 아주 미세한 영역까지 확장되고 있으며, 이에 따라 미세 힘을 측정하기 위한 표준 확립 연구가 매우 중요해졌습니다. 미세 힘 측정 분야는 세계적으로도 도전하는 이가 많지 않은 미개척 분야 중 하나로 손꼽힙니다. 나노 단위의 힘을 정확하게 정량화하는 과정은 글로벌 시장에서 새로운 기술적 우위를 점할 수 있는 결정적인 기회가 됩니다. 남들이 가보지 않은 길을 개척하여 독보적인 측정 기술을 확보하는 일은 한국의 과학 기술 경쟁력을 한 단계 끌어올리는 원동력이 됩니다. 정밀한 측정을 위해서는 외부 환경의 영향을 최소화하는 것이 무엇보다 중요합니다. 실험 장비가 놓인 거대한 콘크리트 블록을 공기 중에 띄워 진동을 완전히 차단하는 방진 기술은 연구의 정밀도를 높이는 결정적인 요소가 됩니다. 100톤에 달하는 대하중부터 아주 미세한 힘까지 아우르는 표준을 만들기 위해 연구 시설은 24시간 철저하게 관리됩니다. 이러한 극한의 환경 속에서 이루어지는 연구는 단순한 실험을 넘어, 인류가 자연계의 법칙을 얼마나 정교하게 이해하고 통제할 수 있는지를 보여주는 기술적 지표가 됩니다. 연구원 내부에서 동료들과 맺는 깊은 유대감은 혁신적인 성과를 만들어내는 또 다른 핵심 요소입니다. 때로는 냉철한 전문가로서, 때로는 인간미 넘치는 동료로서 소통하며 연구실의 분위기를 이끌어가는 리더십이 돋보입니다. 정밀한 연구를 수행하는 과정에서 발생하는 수많은 변수와 스트레스를 유연하게 대처하며 동료들에게 신뢰받는 파트너로 자리매김하는 과정은 연구의 연속성을 보장합니다. 서로의 전문성을 존중하고 협력하는 조직 문화 속에서 탄생한 기술력은 단순한 수치를 넘어 사회를 지탱하는 힘이 됩니다. 정보가 범람하는 현대 사회에서 무엇이 정확한 정보인지 판단하는 것은 결코 쉬운 일이 아닙니다. 한국표준과학연구원은 사회가 가짜 정보나 틀린 데이터에 흔들리지 않도록 언제나 신뢰할 수 있는 객관적인 기준점을 제시하고자 노력합니다. 과학적 근거를 바탕으로 한 국가 표준의 확립은 국민의 생명과 안전을 지키는 최후의 보루와도 같습니다. 앞으로도 끊임없는 탐구와 정밀한 측정을 통해 세상의 기준을 바로 세우고, 모든 국민이 안심하고 기술의 혜택을 누릴 수 있는 미래를 만들어 나가는 데 전력을 다할 것입니다.

한국표준과학연구원KRISS 잇터뷰

물리학
공학·기술

과학 1번지 대전, 최초의 과학자(김진석 박사)

대기 중 아르곤 함량에 대한 표준값은 오랜 시간 0.917%로 통용되어 왔으나, 정밀한 질량 측정 과정에서 일관되지 않는 오차가 발견되었습니다. 실제 아르곤 함량은 0.933% 이상이었음에도 과거의 부정확한 측정치가 국제적인 표준으로 인정받고 있었던 것입니다. 아르곤은 질소나 산소보다 분자량이 크기 때문에, 이 미세한 함량 차이는 공기의 전체 질량과 부력 계산에 결정적인 영향을 미칩니다. 이러한 오차를 바로잡는 과정은 단순한 수치 수정을 넘어 현대 과학계의 정밀도를 한 단계 높이는 중요한 계기가 되었습니다. 새로운 아르곤 함량은 국제적인 공인을 얻으며 전 세계 과학적 기준을 바꾸어 놓았습니다. 특히 아르곤은 다른 물질과 반응하지 않는 특성 덕분에 고고학 유물의 연대 측정에 핵심적인 지표로 활용되는데, 새롭게 규명된 동위원소 비율은 연대 계산의 정확성을 획기적으로 개선하는 밑거름이 되었습니다. 한국표준과학연구원(KRISS) 연구진이 증명해낸 데이터가 국제 표준으로 채택됨에 따라, 이제 전 세계 과학자들은 해당 연구 결과를 바탕으로 정밀한 분석을 수행하고 있습니다. 이는 한국의 측정 과학 역량이 세계적 수준임을 입증한 사례입니다. 한국표준과학연구원(KRISS)은 가스 분석 분야에서 세계 최고 수준의 기술력을 보유하고 있으며, 특히 정밀한 질량분석기를 활용해 타 국가가 재현하기 어려운 독보적인 성과를 내고 있습니다. 이러한 표준의 정립은 산업 현장에서도 실질적인 경쟁력이 됩니다. 예를 들어 자동차 수출 시 배출가스 검사 결과를 미국 등 해외에서 상호 인정받을 수 있는 것은 국가 간 표준 기관의 신뢰가 구축되어 있기 때문입니다. 보이지 않는 곳에서 기준을 세우는 표준 연구는 국가 경쟁력을 지탱하는 기초 과학의 핵심이며 우리 삶의 질을 높이는 토대가 됩니다.

한국표준과학연구원KRISS 연구자 인터뷰

화학
공학·기술

[KRISS 잇터뷰] 제2화 (배영경 책임연구원)

한국표준과학연구원(KRISS)의 배영경 박사는 연구 성과만큼이나 끈끈한 팀워크와 조직 내 소통을 무엇보다 중요하게 여기는 연구자입니다. 그녀와 함께하는 팀원들은 박사를 우직하고 꼼꼼한 성격의 리더로 평가하며, 단순히 업무를 나누는 동료를 넘어 서로를 깊이 신뢰하고 의지하는 가족 같은 유대감을 형성하고 있습니다. 이러한 긍정적인 에너지는 연구소의 라운지와 실험실 곳곳에서 묻어나며, 각자의 개성을 존중하면서도 하나의 목표를 향해 나아가는 강력한 원동력이 됩니다. 연구라는 과정은 결코 혼자만의 힘으로 완성될 수 없으며, 여러 명의 속도와 호흡을 세밀하게 맞추는 협동의 산물임을 그녀는 매 순간 강조하고 있습니다. 배영경 박사는 동료들 사이에서 닮고 싶은 롤모델로 손꼽힐 만큼 깊이 있는 연구 자세와 소탈한 인간미를 동시에 갖춘 인물입니다. 현장실습생부터 선임 연구원에 이르기까지 그녀의 여장부다운 결단력과 세심한 배려에 아낌없는 신뢰를 보냅니다. 특히 '둘째 장모님' 혹은 '첫째 엄마'라는 친근한 별명이 생길 정도로 팀원들의 개인적인 고민과 성장을 진심으로 챙기는 모습은 경직되기 쉬운 연구 조직 내에서 그녀의 존재감을 더욱 빛나게 합니다. 연구 현장의 활기찬 분위기는 결국 서로에 대한 깊은 존중과 따스한 소통에서 시작된다는 사실을 그녀는 자신의 일상을 통해 몸소 보여주며 동료들에게 긍정적인 영향을 미칩니다. 바이오 분야에서의 핵심 성과인 코로나19 유전자 표준물질 개발은 배영경 박사와 팀원들이 밤낮없이 일궈낸 값진 결실 중 하나입니다. 이 표준물질은 시중에 유통되는 진단키트의 정확성을 보장하고, 각 검사 기관의 진단 결과에 대한 신뢰도를 획기적으로 높이는 데 결정적인 역할을 수행했습니다. 국가적 위기 상황 속에서 국제적인 수준의 정확도와 민감도를 담보해야 하는 국가표준기관의 사명감은 그녀의 연구를 통해 더욱 선명하게 빛을 발했습니다. 배 박사는 이번 성과를 통해 과학자로서의 보람뿐만 아니라 엄마로서 느낄 수 있는 당당한 자부심을 얻었으며, 바이오 그룹이 대내외적으로 크게 주목받는 계기를 마련하며 연구의 실질적 가치를 증명했습니다. 배영경 박사에게 '표준'이란 우리 곁에 항상 존재하지만 평소에는 그 소중함을 쉽게 인지하지 못하는 '공기'와 같은 존재입니다. 자칫 딱딱하고 어렵게 느껴질 수 있는 표준이라는 주제를 대중이 조금 더 친숙하게 이해하고, 우리 삶을 지탱하는 기반으로서 그 중요성을 체감하기를 바라는 간절한 마음으로 연구에 임하고 있습니다. 특히 세계적인 수준의 정밀도와 정확성을 유지하기 위해 끊임없이 정진하는 과정은 국민의 안전과 건강한 삶을 지탱하는 보이지 않는 든든한 버팀목이 됩니다. 다양하고 창의적인 아이디어를 가진 우수한 연구진들과 함께 만들어가는 표준의 세계는 더욱 정교하고 신뢰받는 미래 사회를 설계하는 초석이 되어줄 것입니다. 해외 리크루팅을 통해 한국표준과학연구원과 인연을 맺은 이후, 배영경 박사는 단 한 번의 후회 없이 오직 연구라는 외길을 묵묵히 걸어오고 있습니다. 육아와 고된 연구 업무를 병행해야 하는 치열한 일상 속에서도 팀원들과의 끈끈한 협력을 통해 마주하는 난관들을 극복하며 끊임없는 성취감을 맛봅니다. 바이러스 연구가 우리 사회의 평온을 되찾아주는 실질적인 기여가 되길 소망하는 그녀의 진심은 오늘도 실험실의 불을 밝히는 열정으로 이어지고 있습니다. 앞으로도 배영경 박사는 더 넓은 세상에 표준의 진정한 가치를 전파하고, 다음 세대의 연구자들에게 영감과 용기를 주는 따뜻한 길잡이가 되어 줄 것으로 기대됩니다.

한국표준과학연구원KRISS 잇터뷰

생명과학
공학·기술

[KRISS Talk] 측정불확도, 그것을 알려드림(2편)

한국표준과학연구원(KRISS) 내 불확도 위원회는 정밀 측정의 신뢰성을 담보하기 위해 끊임없이 연구하고 논의하는 핵심적인 조직입니다. 이곳은 단순히 기술적인 데이터를 검토하는 자리를 넘어, 위원들 간의 끈끈한 유대감과 화기애애한 분위기 속에서 운영되고 있습니다. 특히 장기간 위원장직을 수행하며 위원회를 이끌어온 리더십 덕분에, 위원들은 서로의 전문성을 존중하며 자유롭게 의견을 나누는 문화를 형성해 왔습니다. 이러한 긍정적인 문화는 위원회가 단순한 업무 공간을 넘어 하나의 긴밀한 전문가 공동체로 자리 잡는 원동력이 되었습니다. 불확도 위원회는 측정 결과의 신뢰성을 극대화하기 위해 가장 치열하게 토론하고 학습하는 조직으로 잘 알려져 있습니다. 정밀 측정 분야의 특성상 끊임없이 새로운 이론과 기술이 등장하기 때문에, 위원들은 설립 초기부터 자기 계발과 학구적인 태도를 무엇보다 강조해 왔습니다. 이러한 열정적인 논의 과정은 위원회 운영의 핵심 동력이 되었으며, 위원들은 깊이 있는 분석을 거쳐 정교한 측정 가이드라인을 정립해 나갑니다. 이는 결국 국가 측정 표준의 품질을 높이고 연구 역량을 강화하는 중추적인 역할로 이어지며 위원회의 존재 가치를 증명합니다. 위원들에게 불확도 위원회는 단순한 직무를 넘어 인생의 큰 전환점이자 새로운 성장의 기회가 되어주었습니다. 누군가에게는 정밀 측정 기술 연구에서 불확도 평가라는 전문 분야로 시야를 넓히는 계기가 되었고, 또 다른 누군가에게는 퇴직 후에도 지속적으로 전문성을 발휘할 수 있는 제2의 인생을 열어준 무대가 되었습니다. 30년 넘게 연구에 매진해 온 전문가들이 은퇴 후에도 위원장으로서 활동을 이어가는 모습은 이 조직에 대한 깊은 애정과 사명감을 잘 보여줍니다. 앞으로도 위원회는 소통의 즐거움과 전문 지식을 바탕으로 과학 기술 발전에 기여할 것입니다.

한국표준과학연구원측정표준과 국제단위

공학·기술

[KRISS 인터뷰 뒷 이야기] 플랑크상수질량팀 김동민 박사, 이광철 박사, 김명현 박사, 서민기 박사

최근 질량의 단위인 킬로그램이 킬로그램 원기에서 물리 상수를 활용한 방식으로 재정의되면서, 전 세계 과학계는 새로운 측정 표준을 확립하기 위한 실험에 매진하고 있습니다. 이 과정에서 각 나라가 보유한 척도 눈금을 서로 일치시키는 '국제비교' 작업은 기술적 신뢰도를 확보하는 데 필수적입니다. 한국표준과학연구원(KRISS)은 자체 개발한 키블 저울을 이용해 도출한 첫 번째 실험 데이터를 바탕으로 이번 국제비교에 성공적으로 참여했습니다. 이는 과거의 킬로그램 원기 기준에서 완전히 벗어나 물리 상수를 기반으로 질량 표준을 결정하는 역사적인 과정에 우리 기술이 당당히 포함되었다는 점에서 매우 큰 의의가 있습니다. 우리나라는 지난 2012년부터 독자적인 키블 저울 연구 사업에 착수하여 약 8년이라는 인고의 시간 끝에 의미 있는 첫 측정 데이터를 얻어내는 성과를 거두었습니다. 현재 캐나다나 미국과 같은 정밀 측정 선진국들은 약 10 마이크로그램 수준의 극도로 정밀한 정확도를 확보하고 있는 상태입니다. 이에 비해 우리나라는 첫 측정 결과에서 약 100 마이크로그램 정도의 불확도를 나타내고 있지만, 이는 시작 단계로서 매우 고무적인 수치입니다. 선진 기관들 역시 첫 결과값을 내기까지 통상 10년 이상의 세월이 걸렸다는 점을 감안하면, 한국의 기술력은 단기간에 세계 최고 수준에 근접할 수 있는 충분한 잠재력을 증명한 셈입니다. 연구진은 1호기 운영을 통해 축적한 다양한 노하우와 기술적 개선점들을 바탕으로 차세대 장비인 2호기 개발을 기획하고 있습니다. 미국의 사례를 보면 수십 년간 1호기부터 4호기까지 꾸준히 장비를 개량하며 얻은 데이터가 결국 고성능 구현의 핵심 자산이 되었습니다. 특히 글로벌 팬데믹과 같은 예기치 못한 위기 상황 속에서도 독자적인 측정 표준을 유지하고 국산화 기술을 확보하는 것은 국가 과학기술 경쟁력과 직결되는 문제입니다. 1호기 실험 과정에서 발견된 미세한 불확도 요인들을 면밀히 분석하고 새로운 공학적 아이디어를 적용함으로써, 향후 질량 구현의 정확도를 선진국 수준으로 대폭 끌어올릴 계획입니다. 물리 상수를 통해 질량을 완벽하게 구현하는 기술은 현재 세계적으로도 여전히 완성되어 가는 단계에 머물러 있습니다. 실제로 가장 앞선 기술력을 보유한 미국과 캐나다, 독일의 측정값 사이에서도 최대 70 마이크로그램 수준의 미세한 차이가 발생하고 있는데, 이는 키블 저울 내부에 우리가 아직 명확히 규명하지 못한 불확도 요인이 존재함을 시사합니다. 따라서 각국의 실험 결과를 지속적으로 비교하고 평균화하여 공통된 기준점을 찾아가는 과정이 무엇보다 중요합니다. 이러한 측정값의 불확도를 20 마이크로그램 이내로 좁히는 일치 과정이 성공적으로 마무리되어야 비로소 새로운 질량 표준의 확립이 완성될 수 있습니다. 국제적인 측정 일치가 성공적으로 이루어지면 키블 저울을 보유한 국가들은 다른 나라의 표준에 의존하지 않고 독자적으로 킬로그램 단위를 구현할 수 있는 측정 주권을 갖게 됩니다. 이는 국가 정밀 측정 분야에서의 완전한 자립을 의미하는 중요한 전환점이 될 것입니다. 비록 키블 저울 연구가 오랜 시간과 끈기를 요구하는 지난한 작업일지라도, 우리 연구진은 향후 10년 내에 현재의 기술적 난제들을 해결하고 세계 최고 수준의 정밀도를 달성할 것으로 전망하고 있습니다. 키블 저울 연구의 첫 번째 장이 성공적으로 마무리된 지금, 더욱 정교해질 다음 단계의 연구 결과들이 과학계의 큰 기대를 모으고 있습니다.

한국표준과학연구원KRISS 연구자 인터뷰

물리학
공학·기술

[KRISS 인터뷰 뒷 이야기] 전기자기표준그룹 박재성, 채동훈, 김완섭 박사

양자홀 저항 표준을 확립하기 위해서는 정밀한 측정 시스템과 고성능 양자홀 소자가 필수적입니다. 기존에는 측정 시스템을 보유하고 있었으나, 핵심이 되는 양자홀 소자 제작 기술을 확보하는 데 어려움이 있었습니다. 최근 국내 연구진은 그래핀 성장 시스템을 독자적으로 구축하고 이를 통해 제작된 양자홀 소자의 정밀도를 증명하는 데 성공했습니다. 이는 세계 최고 수준인 10억분의 1 오차 범위 내에서 측정이 가능하다는 것을 의미하며, 대한민국이 독자적인 국가 표준 환경을 완성했다는 점에서 큰 의의가 있습니다. 고품질의 양자홀 소자를 제작하기 위해서는 그래핀 성장 시스템이 필요합니다. 해외에서 도입할 경우 수십억 원의 막대한 예산이 소요되는 상황이었으나, 연구진은 외부 기술 도입과 자체 개발을 병행하는 결단을 내렸습니다. 대학과의 기술 협력을 통해 그래핀 성장 기술을 이전받았고, 이를 바탕으로 국내 환경에 최적화된 그래핀 성장 시스템을 구축할 수 있었습니다. 이러한 시도는 단순한 비용 절감을 넘어, 국가 표준 기술의 자립도를 높이고 양자홀 소자 제작의 전 과정을 통제할 수 있는 기반이 되었습니다. 기술을 이전받았다고 해서 즉시 고품질의 양자홀 소자가 만들어지는 것은 아니었습니다. 연구진은 완벽한 그래핀을 얻기 위해 1년 넘게 공정 조건을 세밀하게 조정하며 최적의 환경을 찾아냈습니다. 이후 측정 표준으로 사용하기에 적합한 양자홀 소자를 설계하고 제작하는 데 추가로 1년의 시간이 소요되었습니다. 약 2년여의 끈질긴 연구 끝에 언제 어디서든 일관된 품질의 양자홀 소자를 생산할 수 있는 원천 기술을 확보하게 되었으며, 이는 정밀 표준 저항으로서의 신뢰성을 확보하는 결정적인 계기가 되었습니다. 양자홀 소자 제작 과정의 핵심은 리소그래피 패턴 형성과 같은 미세 공정 조건을 정밀하게 제어하는 것입니다. 초기에는 수율이 낮아 어려움을 겪었으나, 다년간의 기술 개선을 통해 이를 획기적으로 높이는 데 성공했습니다. 현재는 단일 양자홀 소자를 제작하는 수준을 넘어, 여러 양자홀 소자를 직렬이나 병렬로 연결하여 다양한 저항값을 구현하는 단계로 나아가고 있습니다. 1메가옴이나 100옴과 같은 고저항 및 저저항 표준을 자유롭게 구현할 수 있는 기술력은 향후 정밀 측정 분야에서 폭넓게 활용될 전망입니다. 개발된 양자홀 소자의 성능을 세계적으로 공인받기 위해서는 국제 비교를 위한 장거리 이송 과정이 필수적입니다. 하지만 양자홀 소자는 산소나 습도 등 외부 환경에 매우 민감하여, 진공 상태나 저온 환경을 유지하는 패키징 기술이 매우 중요합니다. 연구진은 양자홀 소자의 안정성을 확보하기 위해 견고한 패키징 설계 연구에 박차를 가하고 있으며, 시스템적 구현을 통해 국제 무대에서의 검증을 준비하고 있습니다. 이러한 노력은 대한민국의 양자홀 저항 표준이 세계적 기준점으로 자리매김하는 마지막 관문이 될 것입니다.

한국표준과학연구원KRISS 연구자 인터뷰

물리학
융합
공학·기술

[KRISS 연구성과] 수소 유량 현장교정 시스템

전 세계적으로 기후 위기 대응을 위한 에너지 전환이 가속화되면서, 우리나라도 2040년까지 수소 경제 활성화를 목표로 하는 로드맵을 추진하고 있습니다. 수소차는 수소와 산소의 화학 반응으로 생성된 전기를 동력으로 사용하며, 오직 물만을 배출하는 혁신적인 친환경 이동 수단입니다. 수소차의 보급이 늘어나고 수소 충전소가 전국적으로 확충됨에 따라 투명하고 공정한 수소 상거래 질서를 확립하는 것이 매우 중요한 과제로 떠오르고 있습니다. 이에 한국표준과학연구원은 국가 질량 표준 기술을 바탕으로 한 수소 유량 현장 교정 시스템을 구축하여 신뢰할 수 있는 에너지 거래 환경을 조성하고자 합니다. 현재 수소 충전 과정에서는 수소 충전소의 유량계가 측정한 양과 수소차 탱크의 온도 및 압력을 토대로 산출한 값이 서로 일치하지 않는 문제가 빈번하게 발생하고 있습니다. 이는 좁은 공간에 많은 수소를 채우기 위해 700바 이상의 고압과 영하 40도의 극저온이라는 매우 가혹한 환경을 유지해야 하므로 정밀한 유량 측정이 까다롭기 때문입니다. 기존에는 상온의 물을 이용해 유량계를 교정해 왔으나, 이는 실제 수소 충전 환경을 온전히 반영하지 못해 신뢰성에 한계가 있었습니다. 이를 해결하기 위해 개발된 새로운 시스템은 정밀 저울을 이용해 충전된 질량을 직접 측정함으로써 실제와 동일한 환경에서 교정의 정확도를 높였습니다. 이 시스템은 이동형으로 제작되어 전국의 수소 충전소를 직접 방문해 현장 주입 조건에서 유량계를 즉각적으로 교정할 수 있다는 혁신적인 장점을 갖추고 있습니다. 이미 질소를 이용한 모의 실험을 통해 저울과 유량계의 적산 질량 데이터에 대한 정밀한 측정 성능을 검증하였으며, 향후 관련 규제가 완화되는 대로 실제 수소를 활용한 실증 실험을 이어갈 예정입니다. 고압 및 저온 상태의 수소 유량을 교정하는 기술은 전 세계적으로도 아직 초기 단계인 만큼, 한국표준과학연구원의 이번 기술 확보는 우리나라가 미래 수소 산업의 국제 표준을 선점하고 글로벌 수소 경제 활성화를 주도하는 데 핵심적인 밑거름이 될 것입니다.

한국표준과학연구원KRISS 연구성과

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