지면투과

[2025 ETRI Technology Report 3] 디지털 엑스선으로 땅속 훤히 비춰 지뢰·유해 탐지한다 – 박소라 지능형부품센서연구실 선임연구원

기존의 X선 기술은 발견 초기부터 지금까지 가열된 필라멘트에서 전자빔을 얻는 아날로그 방식을 고수해 왔습니다. 하지만 열을 이용하는 방식은 온도가 서서히 변화하기 때문에 정밀한 제어가 어렵고 원치 않는 X선이 방출되는 단점이 있습니다. 이를 극복하기 위해 연구팀은 나노 소재를 도입하여 X선 소스를 근본적으로 디지털화하는 데 성공했습니다. 나노 소재를 활용하면 전기 신호만으로 전자빔의 인출을 즉각적으로 조절할 수 있어, 필요한 순간에만 정확하게 X선을 발생시키는 효율적인 시스템 구축이 가능해집니다. 디지털 X선 소스는 전계 방출원을 사용하여 기존 장치보다 크기를 획기적으로 줄일 수 있으며 제작 비용 면에서도 큰 이점을 가집니다. 이러한 소형화 기술을 바탕으로 여러 개의 소스를 배치한 다중 소스 시스템은 넓은 면적을 동시에 고속으로 탐색하는 지면 투과 기술에 적용되었습니다. 특히 인공지능 기술을 접목하여 내부 형태뿐만 아니라 X선 스펙트럼까지 분석함으로써 사물의 물질 정보까지 파악하는 정밀한 분석이 가능해졌습니다. 이는 기존의 X선 장비가 넘지 못했던 기술적 한계를 극복한 최초의 시도로 평가받고 있습니다. 이 기술은 산악 지형이 많은 우리나라의 특성을 고려하여 이동식 탐색 장비나 원격 로봇 기술로도 발전할 수 있습니다. 이미 10년 전 탄소나노튜브를 활용한 의료 장비 부품 상용화에 성공한 바 있으며, 이제는 의료와 산업을 넘어 보안 검색 등 다양한 분야로 활용 범위를 넓히고 있습니다. 특히 6·25 전사자 유해 발굴 현장에서 수작업의 한계를 보완하고 지뢰 등의 위험으로부터 작업자를 보호하는 등 사회적 가치 실현에도 기여할 전망입니다. 연구진은 앞으로도 기술 고도화를 통해 디지털 X선 소스만이 해결할 수 있는 기술적 난제들을 하나씩 풀어나갈 계획입니다.