사회기반시설

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[KRISS 표준백과사전] 제3화 소리 없는 폭탄! EMP탄을 막아줄 측정 기술!

서울의 밤하늘이 순식간에 어둠으로 뒤덮이고 모든 통신망과 금융 시스템이 마비되는 상황을 상상해 보십시오. 이는 소리 없는 폭탄이라 불리는 EMP(전자기 펄스) 공격의 결과일 수 있습니다. EMP는 상공에서 핵무기 등을 이용해 인공적으로 발생시키는 강력한 전자기파 펄스를 말합니다. 이 에너지가 전자기기의 금속 도체에 도달하면 순간적으로 강력한 전류로 변하여 내부 회로를 완전히 파괴합니다. 모든 사회 기반 시설이 자동 전산화된 현대 사회에서 EMP는 국가 전체를 마비시키는 치명적인 위협입니다. IT 강국으로 손꼽히는 우리나라는 대부분의 공공 인프라가 첨단 정보통신 체계로 운영되고 있어 EMP 공격에 특히 취약한 구조를 가지고 있습니다. 하지만 EMP 방어 기술은 미국과 러시아 등 주요 강대국들이 최고 등급의 군사 기밀로 관리하고 있어 기술을 습득하기가 매우 어렵습니다. 그동안 국내 산업 현장과 국방 분야에서 사용되는 고가의 EMP 시스템은 대부분 수입에 의존해 왔으며, 이는 국가 안보와 직결된 핵심 장비를 독자적으로 관리하지 못한다는 아쉬움을 남겼습니다. 이러한 기술적 공백을 메우기 위해 한국표준과학연구원(KRISS) 연구팀은 불굴의 집념으로 초고출력 전자파 펄스 측정 기술을 독자 개발하는 데 성공했습니다. 연구팀은 수년간 국방과학연구소와 공동 연구를 진행하며 확보한 초고속 펄스 파형 측정 표준 데이터와 5G 기지국용 고출력 전자파 측정 기술을 결합했습니다. 이번 성과는 외산 장비에 의존하던 기존의 한계를 극복하고, 우리나라만의 독자적인 EMP 탐지 및 차폐 기술을 구축할 수 있는 튼튼한 토대를 마련했다는 점에서 큰 의미가 있습니다. 이번 기술의 핵심은 기존의 금속 센서 대신 비금속 소재인 크리스탈로 제작한 1 mm³ 크기의 초소형 센서에 있습니다. 이 센서는 크기가 매우 작고 가벼워 드론과 같은 이동형 장비에 탑재하기 유리하며, 비금속 재질이라 고출력 전자파가 발생하는 신호원 내부에도 직접 삽입할 수 있습니다. 이는 기존 측정 방식보다 훨씬 뛰어난 정확성과 성능을 자랑하며, 강력한 전자파 환경에서도 간섭 없이 정밀한 데이터를 수집할 수 있게 해줍니다. 이러한 혁신적인 설계는 EMP 방어 체계의 효율성을 극적으로 높여줍니다. 초고출력 전자파 측정 기술은 군사적 용도를 넘어 우리 일상의 다양한 영역으로 그 쓰임새를 확장하고 있습니다. 반도체 제조의 핵심인 식각 장비를 극한 환경에서 정밀 진단하거나, 실시간 전력 모니터링 시스템에 적용해 화재와 정전을 예방하는 데 활용될 수 있습니다. 과거 인터넷이나 GPS가 군사 목적으로 시작해 현재는 없어서는 안 될 생활 필수 기술이 된 것처럼, 이번 연구 성과 역시 공공 인프라의 안전을 보장하고 민간 산업의 경쟁력을 강화하는 무한한 가능성을 열어줄 것으로 기대됩니다.

한국표준과학연구원KRISS 표준백과사전

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융합
공학·기술

매일 이용하는 시설물이 노후화가 된다면?🚟🌉 튼튼하게 보강하는 신기술을 소개합니다!📢(ft.세계 오래된 사회기반시설TOP3)

사회기반시설은 도로, 철도, 공항 등 우리 삶의 근간을 이루는 필수적인 시설들을 의미합니다. 세계에서 가장 오래된 지하철로는 1863년 개통된 영국의 런던 지하철을 꼽을 수 있는데, 오랜 역사만큼이나 좁은 터널 폭과 같은 구조적 한계도 지니고 있습니다. 또한, 1851년에 완공된 독일의 괴르치탈교는 벽돌로 지어진 세계에서 가장 오래된 교량으로서 현재까지도 그 역할을 다하며 역사적 가치와 실용성을 동시에 보여주고 있습니다. 하늘길을 여는 공항 중에서는 1909년 건설된 미국의 칼리지 파크 공항이 가장 오랜 역사를 자랑합니다. 이곳은 라이트 형제의 비행 시험을 지원하며 미국 항공 역사의 발상지 역할을 했습니다. 그러나 이러한 영광스러운 시설물들도 시간이 흐름에 따라 노후화라는 피할 수 없는 문제에 직면하게 됩니다. 일반적으로 준공 후 30년이 지난 시설을 노후 시설물로 정의하며, 현재 우리나라 사회기반시설의 약 40%가 이에 해당하여 체계적인 보수와 보강이 시급한 실정입니다. 노후 시설물의 수명을 효과적으로 연장하기 위해 최근 탄소 섬유 격자 보강 공법이 주목받고 있습니다. 머리카락 굵기의 10분의 1 수준이면서 강도는 철보다 10배나 강한 탄소 섬유를 격자 형태로 엮어 보강재를 만드는 방식입니다. 이 보강재를 특수 시멘트 혼합물과 함께 노후 시설물 표면에 얇게 접착하면, 기존 구조물의 두께를 크게 변화시키지 않으면서도 강력한 보강 효과를 기대할 수 있습니다. 이는 특히 공간이 협소한 지하철 터널 등에 매우 유리합니다. 이 공법에 사용되는 특수 시멘트 혼합물에는 제철 과정에서 발생하는 부산물인 고로 슬래그가 절반가량 포함되어 있어 매우 친환경적이고 경제적입니다. 일반 시멘트 혼합물에 비해 재료비를 약 50% 절감할 수 있을 뿐만 아니라, 미립자 구조 덕분에 내구 수명을 3배 이상 향상시키는 성능을 발휘합니다. 또한 탄소 섬유는 철근과 달리 부식되지 않으므로 제설제가 많이 쓰이는 도로 시설물이나 염분에 노출되기 쉬운 해안가 방파제 보강에 있어서도 기존 공법의 한계를 완벽하게 극복해 냈습니다. 탄소 섬유 격자 보강 공법은 주택과 같은 소규모 건물에는 인력으로, 터널이나 교량 같은 대형 시설물에는 기계로 시공할 수 있어 작업 속도를 기존 대비 2배 이상 높일 수 있습니다. 또한 불연 소재를 사용하여 화재 안전성까지 확보했기에 건축 외장재 등 다양한 분야로의 확장 가능성도 무궁무진합니다. 20년 후면 국내 시설물의 80% 이상이 노후 시설물로 분류될 것으로 예상되는 상황에서, 이러한 첨단 보강 공법은 우리 사회를 더욱 안전하고 견고하게 지탱해 주는 핵심적인 역할을 수행할 것입니다.

한국건설기술연구원건기왕

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