<해외 과학화제>벽돌로 방사선 막는다

미국의 윌리엄앤메리대학 화학과의 라이언 맥글로슬린(Ryan McGlothlin)과 리처드 키퍼(Richard Kiefer) 교수는 설탕같이 보이는 가루를 밀가루같이 보이는 물질과 혼합해 검은 벽돌을 만들었다.

이것은 방사선 차단을 위해 실험하고 있는 벽돌로 설탕처럼 보이는 물질은 폴리에틸렌이며 밀가루처럼 보이는 물질은 흙이다.

미항공우주국(NASA)은 수십년 안에 화성에 인간을 보낼 계획이다. 하지만 화성과 지구는 태양을 중심으로 다른 궤도를 돌고 있어 두 행성간 여행 기회는 오직 2년에 한번 있을 뿐이다.

화성에 간 사람은 오랜 시간 머물러야 하는데 화성에서의 장기 체류를 위해서는 해결해야 할 문제가 많다.

가장 심각한 문제는 우주 방사선 차단문제로 지구는 지구 자기장을 통해 우주에서 방출되는 방사선을 경감시켜주는 반면 화성은 그렇지 않다. 방사선은 피폭량과 피폭시간에 따라 질병을 유발하고 목숨을 앗아갈 수도 있다.

지금까지의 연구에 의하면 가장 좋은 방사선 차단물질은 액화수소다. 하지만 화성에 이를 가져가는 것은 어려운 일이다. 그래서 이들이 생각한 것이 수소를 많이 포함하도록 만든 고체 중합체(polymer) 혹은 화학합성제다.

아주 값싼 플라스틱 제품인 폴리에틸렌은 다른 어떤 중합체보다 수소를 더 많이 함유한다고 맥글로드린은 말했다.

이들은 차단물질 제작에 필요한 최소한의 물질만 가져가고 나머지는 화성에서 쉽게 구할 수 있는 화성의 흙으로 차단재를 만드는 방법을 연구중이다.

이를 위해서는 화성의 흙이 필요한데 화성의 흙을 구하는 것은 어려운 일이다.

연구팀은 화성의 흙과 달의 흙이 유사하다는 사실에 착안, 미네소타의 한 채석장에서 달의 흙과 비슷한 성분으로 구성된 흙을 구해 실험에 사용하고 있다. 이 흙은 검은 색이다.

연구팀은 흙과 폴리에틸렌을 다양한 조성비로 혼합하는 실험을 진행해 폴리에틸렌을 각각 10%, 15%, 20% 포함하는 방사선 차단벽돌을 제조했다.

제작된 벽돌을 가지고 맥글로슬린과 리처드 키퍼는 열·기계 분석을 통해 벽돌이 견디는 최고 온도와 압력 등 각종 테스트를 실시중이다.

화성의 흙은 붉은색이다. 이들이 만들어낼 방사선 차단 벽돌은 붉은 색을 띨 것이다.

<김원배기자 adolfkim@etnews.co.kr>