기초과학

소주나노기술·나노생체모방연구소 GaN기질 핵감지기 부품 시제품 개발

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광전자분야에 광범위하게 응용되고 있는 GaN기질 재료는 제3세대 반도체 물질에 속하는데, 그중 레이저(LD), 발광다이오드(LED), 고전자 이동도 트랜지스터(HEMT) 등을 꼽을 수 있다. 또한 GaN기질 재료의 탁월한 방사선 차단성과 높은 화학안정성이 각광받으면서 핵감지분야의 기초·응용연구에도 응용되기 시작하였다. 일반 GaN기질재료는 백그라운드 캐리어농도(concentration of background carriers)가 높고 전위밀도가 높아 이러한 재료로 만든 핵감지기는 전류가 많이 누설되지만 Fe를 도핑한 셀프서포팅(self-supporting) GaN기질재료는 높은 저항과 높은 결정품질로 감지기의 전기누설을 크게 줄일 수 있어 응용전망이 밝다. 최근 중국과학원 소주나노기술·나노생체모방연구소 나노가공플랫폼의 루민(陸敏) 연구팀은 연구소 지주회사인 소주워이나과기유한공사(蘇州維納科技有限公司)가 제공한 Fe를 도핑한 셀프서포팅 GaN기질 단결정 웨이퍼로, 거듭되는 부품의 모의설계연구와 감지기 마이크로가공공법 모색 끝에 Fe를 도핑한 셀프서포팅 GaN기질의 x선 감지기 부품 시제품을 제작하였다. 이 감지기는 수직구조, 상하전극 방식을 채택하였으며, 빛을 차단하지 않은 환경에서 바이어스전압(bias voltage)이 200V일 때 x선을 조사하면 광전류가 신속히 상승하며, 암전류(dark current)보다 180정도 높다. 또한 스틸 육각너트(steel hex nut)의 x선 스캐닝 그레이스케일(gray scale) 이미지를 얻었다. 이 연구는 물리분야 학술지 Physica Status Solidi: Rapid Research Letters에 발표되었다.(Phys. Status Solidi RRL 5, No. 5–6, 187–189 (2011) / DOI 10.1002/pssr.201105163) 원고심사원은 Fe를 도핑한 GaN기질 재료의 핵방사 감지영역에서의 잠재된 응용을 발굴하는데 학술적 의의가 깊은 연구라고 평가하였다. 셀프서포팅 GaN기질의 x선 탐지기에 대한 실험보도는 국제적으로 첫 사례인 것으로 알려졌다.

중국과학자 새로운 탄소구조 설계

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중국과학자가 세계 화학계가 주목할만한 연구결과를 발표했다. 최근 중국과학원 대학원의 수강(蕭剛)교수와 그가 지도하는 성센레이(胜獻雷)박사는 새로운 탄소구조를 설계하고, 이 구조를 T-카본(T-carbon)이라 명명하였다. 이 연구결과는 "Physical Review Letters" 학술지에 발표되었고, Science News, PhysOrg.com에 의해 헤드라인 뉴스로 보도되었다. 지구상의 생명을 구성하는 가장 기본적인 원소인 탄소는 결합능력이 매우 강하여 기타 원소와 무기화합물 혹은 유기화합물을 형성한다. 자연계가 생물 다양성을 나타내는 것도 바로 이러한 이유 때문이다. 탄소는 자연계에서 일반적으로 흑연, 다이아몬드와 비정질탄소의 3가지 형태로 존재한다. 1980년대이후 과학자들은 탄소풀러린, 탄소나노튜브와 그래핀과 같은 탄소의 새로운 동소체를 합성해내었다. 이러한 합성탄소는 화학, 물리, 재료, 정보과학분야는 물론이고 공업분야에서도 광범위하게 응용되기 시작하였다. 과학자들이 새로운 유도체를 지속적으로 합성해내면서 신규 기능소자와 관련 제품도 개발되고 있다. 다른 한편으로 화학합성기술의 발전에 힘입어 복잡한 탄소동소체를 획득할 수 있게 되면서 탄소의 새로운 동소체를 탐구하는 단계에 들어섰다. 연구팀은 입방구조의 다이아몬드를 구성하는 매개 탄소원자 대신에 하나의 정사면체구조의 탄소원자를 대체해넣으면 삼차원의 새로운 탄소 입방결정구조를 형성할 수 있다는 이론을 제기하였다. 밀도범함수이론(density functional theory) 연구에 따르면 이 구조는 기하, 에너지 및 동력학적으로 모두 안정적이다. 기타 동소체에 비해 T-carbon은 특정방향에서의 원자간 간격이 큰 편이며 원자부피는 다이아몬드의 2배이상, 흑연의 1.5배이며, 체적탄성률은 다이아몬드의 36%, 흑연의 57%이다. T-carbon원자간 간격이 비교적 크기에 에너지축적재료로 매우 이상적이다. 전문가들은 T-carbon의 독특한 성능이 실험을 통해 검증된다면 광촉매, 흡착, 수소저장, 항공우주재료 등에서 광범위하게 응용될 것으로 전망하였다. T-carbon은 우주먼지나 외계행성에서 관찰될 가능성이 있다.

2010년도 중국 100대 우수 특허제품 발표

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‘제11회 세계지적재산권의 날’을 맞이하여 국가지적재산권국은 4월 26일 북경에서 행사를 가졌다. 행사현장에서 수행인원들은 전시판, 동영상 시연 등으로 특허전자심사시스템, 특허검색 및 지원시스템, 중국 외장디자인 특허지능검색시스템 등을 선보였다. 이날, 2010년도 100대 우수 특허제품 선정결과를 발표했고, 지적재산권국이 자체 개발한 특허검색 및 지원지능시스템도 정식 가동했다. 행사현장에서 국가지적재산권 티엔리푸(田力普)국장은 특허를 출원한 발명자들에게 특허증서를 수여했다. 국가지적재산권 바오훙(鲍红)부국장은 2010년도에 1만명당 발명특허 보유량을 3.3건으로 끌어올렸고, 이는 향후 경제와 사회의 발전을 종합적으로 심사하는 지표체계의 중요한 구성부분일 될 것이라고 밝혔다.

"중국에서의 2011년 국제화학의 해" 개막

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2011년은 ‘국제 순수·응용화학 연맹(IUPAC)’ 설립 100주년이 되는 해이며, 유명한 여성과학자 퀴리부인이 노벨화학상을 수상한지 100주년이 되는 해이다. 이를 계기로 화학이 인류문명과 사회진보에 대한 중대한 기여를 기념하기 위해 제63회 UN총회는 2011년을 ‘국제화학의 해(International Year of Chemistry 2011, IYC 2011)’로 결정했다. 중국은 IUPAC회원국으로, 올해초부터 중국 화학계는 국제화학의 해를 기념하기 위한 다양한 행사를 벌이고 있다. 4월 9일 ‘중국에서의 국제화학의 해’행사가 인민대회당에서 개최된 것도 행사의 일환에 속한다. 중공중앙정치국위원겸 국무위원인 류옌둥(劉延東), 전국인민대표 상임위원회 선임 부위원장인 꾸슈렌(顧秀蓮), 중국과학원 원장 바이춘리(白春禮), 중국과협 상무부주석 덩난(鄧楠) 등이 행사에 참석했다. 중국은 건국이후 화학학과와 관련 산업이 빠르게 발전하였으며, 높은 수준의 연구진을 많이 육성했고 인공합성 소 인슐린 등의 중요한 연구성과를 올렸으며, 완벽한 산업체계를 구축하여 국가과학기술과 산업경쟁력을 높이는데 중요한 기여를 하였다. 화학연구분야의 원천혁신능력을 높이고 기초연구와 응용연구와의 상호 연계를 강화하여 중국의 물질과학연구의 전반적인 수준을 높일 것을 류옌둥이 강조했다. ‘중국에서의 국제화학의 해’행사를 통해 과학문화보급을 강화하고 과학정신을 고취하여 국민들이 화학을 보다 많이 알게 하고 더욱 많은 과학지식을 이해하도록 하는 것이 이번 행사의 취지이다. 바이춘리 원장은 화학분야는 백년간 눈부신 발전을 거듭하였고, 물질과학, 생명과학 등 기타 학과분야의 발전도 이끌었으며 인류사회의 지속가능한 발전을 뒷받침하였다고 밝혔다. 몇세대에 걸친 과학자들의 노력 끝에 중국은 화학연구대국으로 발전하였고 화학은 이미 중국의 우위학과분야로 자리매김하였다. ‘중국에서의 국제화학의 해’행사의 주제는 ‘화학 - 우리의 생활, 우리의 미래’이며 이 주제를 중심으로 범전국적으로 다양한 형태의 기념행사를 벌이게 된다. 이번 행사는 중국과학원, 중국과학협회 등 기관의 후원을 받았고, 중국석유화학공업연합회, 중국화학회, 중국화공학회와 국제화학품제조상협회 등의 공동 주최로 진행되었다.

중국 22개 중점학과의 4대 발전특징

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4월 7일 ‘2011년 중국과협학술발전발표회의’가 중국과협의 주최로 개최되었다. 이 회의는 중국과학협회가 1년에 한번씩 정기적으로 중국의 22개 학과의 현황을 분석하고 평가하는 회의로서 권위성이 있다. 이번 회의에서 중국과협 부주석이며 중국과학원 원장인 바이춘리(白春禮)는 2010~2011년도 중국의 화학, 심리학, 기계공정 등을 포함한 22개 학과의 발전현황과 미래추세에 대해 발표했다. 최근 2년간 22개 중점학과의 4대 발전특징을 요약하면 다음과 같다. 1. 국가발전전략수요를 지원하고 전략적 신성장동력 산업의 발전을 추진하였다. 최근 중국은 우주, 항공, 병기와 에너지 등의 전략분야에서 중요한 연구성과를 올렸고 관련 산업을 빠르게 발전시켰으며 관련 학과의 수준도 안정적으로 높였다. 대표적인 성과: △대형항공기와 헬리콥터의 연구 진전, △ 포사격 terminal-sensitive projectile(포탄) 핵심기술 확보, △ 600톤급 대형 잉곳제조기술과 단조과정 재료조직제어기술을 확보해 원자력발전 등 첨단 초대형 단조제품의 국산화실현, △ 1000MW급 초초임계 화력발전설비의 설계제조기술의 완전 국산화와 양산화 실현, △ 세계 최초의 1만톤급 ‘석탄을 원료로 하는 에틸렌글리콜제조’공업화 시범장비 개발성공 등. 2. 연구성과의 산업화를 촉진하였고 경제발전방식의 전환을 강화하였다. 관련 학과는 기술혁신성과를 신속하고도 효과적으로 현실생산력을 전환시키는데 더욱 주력하여 경제건설과 사회발전을 위해 중요한 지원역할을 하였으며 거대한 경제, 사회와 생태효과를 창출했다. 대표적인 성과: △ 담배벌레의 해충저항성 형질전환 면화에 대한 예방저항기술을 개발해 1백억위안의 수익 창출, △ 가뭄방지 절수형 신소재와 신품종을 선별하여 농업절수설비와 제제의 생산기업군을 형성해 연 20억위안 창출, △ 선진국수준의 밀짚을 이용한 슬러지제조 및 자원화이용 집적기술체계 구축해 자원절약, 오염물방출절감을 위해 기여. 3. 기초연구체계를 보완하고 학제간 융·복합을 촉진하였다. 기초연구를 강화하는 것은 원천혁신능력을 높이는 중요한 경로이다. 최근 각 관련 학과는 기초연구를 더욱 중요시하고 강화하였으며 일부 기초첨단기술을 연구하여 핵심과학문제를 해결하였고 기초연구체계를 보완하였으며 학과간의 교차, 침투와 융합을 더욱 심층적이고 높은 수준으로 발전시켰다. 대표적인 성과: 중국 화학자가 ‘Shell 절연 나노입자의 강화형 라만스펙트럼기술’을 제출하였고 최초로 전기화학조건에서 백금, 로듐 등 각종 원자수준의 단결정표면에서의 라만스펙트럼을 획득했으며, 생체세포벽의 성분 심지어 귤껍질의 잔류농약을 측정하는데 성공하였음. 향후 식품안전, 환경보호, 의학검진, 재료표면분석, 공공안전 등의 분야에 응용전망이 밝음. 4. 과학기술의 민생개선에 대한 기여도를 높여 사회의 조화로운 발전을 촉진시켰다. 각종 학과가운데 자체 지재권을 보유한 연구성과는 민생개선, 사회발전에서 중요한 역할을 하였다. 대표적인 성과: 인구대국인 중국의 양곡비축에 있어 창고규모 대형화와 장기저축 등의 필요성에 비추어 중국양곡생태시스템이론체계를 구축해 비축양곡의 선도유지, 해충방지와 에너지절약 등의 문제 해결. 학과 개설과 발전은 국가 과학기술 체계화를 나타내는 중요한 지표이다. 2006년부터 2010년까지 중국과협은 85개 학과를 발전시켰고 이를 토대로 자연과학, 공정기술분야 관련 학과의 최신 진전을 총화하였으며 학과발전법칙을 모색하고 학제간 융·복합을 촉진시켰다. 5년간 학과의 발전연구에 참여한 전문가는 1만여명에 달하고, 현재 출판된 학과발전보고서는 126권, 종합보고서는 5권이며, 총 발행부수는 27만권에 달한다.

복단대학 고온초전도체의 배합대칭성 원리를 뒤집는 전자구조발견

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최근 복단대학 물리학부 응용물리표면물리 국가지정중점실험실 및 선진재료실험실의 펑둥라이(封東來)교수가 이끄는 과제팀이 고온 초전도체의 기이한 전자구조를 발견하고 기존의 고온초전도체의 배합대칭성 원리를 뒤집어서 세계적인 주목을 받고 있다. 펑교수팀은 각분해 광전자분광기를 응용해 2010년말에 발견한 신규 철베이스 고온초전도체 KxFe2Se2의 완벽한 전자구조의 원리를 가장 먼저 밝혔고 또한 등방성의 S파 매칭 대칭성도 측정하였다. 이 연구성과는 국제 과학저널 ‘네이처 머티리얼즈(Nature Materials)’ 2월 27일자 온라인판에 발표되었다. 초전도재료는 절대영도에 접근해야 저항이 0으로 변하기에 실제응용시에는 냉동 등의 문제에 부딪히게 된다. 하지만 고온초전도재료는 온도가 160K 거나 혹은 -113℃에서도 제로저항의 초전도상태에 도달할 수 있어서 현대 초전도연구의 인기과제가 되었다. 펑교수는 ‘초전도 메커니즘연구의 관건은 바로 그 전자의 배합 대칭성을 연구하는 것이다.’며 이러한 재료의 전자구조는 기존의 철베이스 초전도체와는 완전히 다른데 전체 피르미면에는 홀이 없고 전자만 존재한다고 주장하였다. 이는 KxFe2Se2 배합메커니즘 및 초전도 대칭성에 대해 모두 기타 기존의 철베이스 초전도체와는 다름을 의미하는데, 과거의 모든 철베이스 초전도이론은 모두 S음양파 배합의 대칭성을 구축한 것으로 현재 실험을 통해 얻은 KxFe2Se2는 S 음양파 배합대칭성이 아니라 S파 배합대칭성이기에 과거에 예측했던 철베이스초전도체의 일반그래픽을 완전히 전복시킬 가능성이 있다. 전 세계의 고온 초전도연구팀이 새로운 고온초전도재료를 발견하기 위해 노력을 기울이고 있는 배경에서 실온 초전도체를 개발하는 것은 의의가 크다고 펑둥라이가 밝혔다. 실온초전도체는 재료가 실온에서 초전도기능을 갖출 수 있다. 현재 최고의 고온초전도체는 과학자가 1986년에 발견한 동산화물 고온초전도체로, 이를 초전도체로 전환하는 온도는 -113℃이다 하지만 지금까지 동산화물의 초전도메커니즘은 여전히 파악하지 못했으며 실온과도 거리가 멀다. 2008년에 발견된 철베이스 초전도 화합물은 현재 초전도 임계온도가 최고로 -217℃이다. 펑교수는 ‘2008년부터 지금까지 철베이스 초전도체의 임계온도는 높이지 못하였으나 새로운 연구결과로부터 철베이스 초전도체는 기존의 추측했던 배합메커니즘이 아님을 나타내었다. 향후 새로운 배합메커니즘 차원에서 이론연구를 통해 접근한다면 보다 높은 온도의 철베이스 고온초전도체를 찾아내는데에 새로운 실마리를 제공할 수 있을 것이다.’라고 낙관했다. 올해는 인류가 초전도현상을 발견한지 백주년이 되는 해이다. 펑교수의 이번 발견이 향후 초전도체 연구에 새로운 계기가 될지 귀추가 주목된다.

11차5개년기간 국가자연과학기금 지원경비 300억위안

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국가자연과학기금위원회(NSFC)는 11차5개년기간 9만2천여건의 과제에 총 3백억위안의 국가재정을 조달하여 지원하였고 지원한 연구자는 63만3천명에 달한다고 밝혔다. 지난 2010년 NSFC가 지원한 경비는 96억8천만위안에 달하였으며, 올해 경비예산은 120억위안이다. 2010년에는 연구과제, 인재프로그램과 기반조성과제 등 3대 지원구도에 따라 일괄적으로 배치하였고, 총 1,848개의 기관이 제출한 11만9천건의 과제를 평가하여 그중 1,166개 기관의 2만6,633건의 과제를 선정했다. 그중 일반과제는 1만3,030건, 지원경비는 총 45억위안으로 건당 34만7,200위안정도이며, 전년대비 지원경비가 1만8,700위안 증가되었다. 핵심과제는 436건, 지원경비는 총 9억7천만위안이며, 평균 지원경비는 221만2,200위안정도로 전년대비 36만위안 높아졌다. 11차5개년기간 지원한 일반과제는 4만7,157건, 중점과제는 1,902건인 것으로 집계되었다. NSFC가 11차5개년기간 지원한 청년과학기금은 총 2만4,951건이며, 그중 2010년에 지원한 과제는 8,350건으로 전년대비 37.36% 증가되었다. 국가걸출청년과학기금은 총 907명의 연구자에 대해 19억7천만위안의 경비를 지원했으며, 그중 2010년에는 198명의 연구자에 3억8,800만위안의 경비를 지원했다. 또한 NSFC는 136개의 혁신연구진에 경비를 지원해왔고, 143개의 우수한 연구진에 대해서는 후속 지원을 기울이고 있다. 그중 2010년 한해동안 지원한 혁신연구진은 29개에 달한다. NSFC가 11차5개년기간 지원한 빅프로젝트는 도합 42건이며, 지원경비는 4억2천만위안에 달한다. 그중 2010년 한해동안 지원한 빅프로젝트는 14건, 지원경비는 1억4천만위안이다. 11차5개년기간 총 17개의 중대연구계획을 가동하였고 1,137건의 서브과제에 12억2,700만위안의 경비를 투입해, 주로 신에너지, 신소재, 정보, 자원환경, 생명건강, 국가안보 등 영역 위주의 발전을 위해 지원을 기울였다. 2010년 한해동안 NSFC의 연합지원사업도 순조롭게 추진되었다. 천문과 대과학장비 연합기금을 통해 지원한 건수는 79건이며, 지원경비는 5,500만위안에 달하여 대학과 연구소 소재의 관련 설비와 장비의 창의적인 연구를 공동으로 추진했다. NSFC는 공정물리연구원와 공동으로 설립한 연합기금을 통해 32건의 과제에 1,410만위안의 경비를 지원하여 방위기초연구를 지원했다. 철강, 항공연합기금을 통해 지원한 과제는 41건, 경비는 2,140만위안이며, 관련 기업의 기술혁신능력 향상을 도모했다. 광동성, 운남성 등 2개 지역과의 지방연합기금을 결성하여 각각 4,815만위안과 2,925만위안을 조달하여 지방혁신체계의 구축을 지원했다. 2010년 NSFC는 광동성과 제2기 연합기금의 결성에 합의하였으며, 신화집단(神华集团)과는 ‘석탄개발연합기금’을 설립하였으며, 중국민항국(中国民航局)과는 제3기 연합기금의 협력협정을 체결하였다. 11차5개년기간 NSFC가 투입한 연합지원경비는 약 3억2,600만위안에 달하는데, 관련 부문, 지방정부와 기업의 4억4천만위안의 경비투입을 선도함으로써 국가혁신체계건설에서 중요한 지도역할을 하였다. 2010년에 NSFC는 UNEP, 유럽연합 연구총국(DG-RTD) 등과 협력협정을 새로이 체결했다. 지금까지 NSFC와 해외기구와의 체결건수는 73건이며, 국제협력네트워크를 지속적으로 확장했다. 국제협력지원경비는 무려 3억위안에 달하여 전년대비 85% 증가하였으며 과학자들에게 개방되고 창의적인 연구개발 여건을 조성했다. 해외청년학자연구기금을 통해 지원한 연구자는 80명이며 중외청년학자의 협력과 교류를 촉진했다. 대만과는 협력범위를 계속해서 넓히고 지원규모를 확장하였으며 리궈딩(李国鼎)과기발전기금회와 연합하여 양안협력연구과제 7건을 지원했다. 홍콩과는 23건의 공동기금과제를 지원했다. 11차5개년기간 NSFC가 지원한 국제(지역)협력 및 교류과제는 5,548건이며, 지원경비는 8억5,500만위안에 달하며, 글로벌 과학기술자원을 충분히 활용하고, 독자적인 혁신능력 향상을 목표로 하며, 교류형 협력을 기초로 하고 실질적인 협력연구를 중점으로 하는 전략적 협력구도를 갖추었다.

서안광학정밀기기연구소 투과율 높은 파장분할 다중화기 개발

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표면플라즈몬 폴라리톤(Surface Plasmon Polaritons,SPPs)은 외부 자기장과 금속표면의 자유전자와의 상호작용으로 형성된 일종의 간섭성 공명으로 거대한 로컬필드 증강효과를 지닌다. SPPs는 회절극한을 극복할 수 있어 많은 새로운 광학현상을 일으키는데, 예를 들면 부정굴절(negative refraction), 완벽프리즘, 스텔스(stealth) 등의 현상이 그러하다. 이러한 복잡한 현상은 가능하게 새로운 원리나 이론 또는 신기술이 내포되어 있음을 나타낸다. SPPs는 신형의 광자소자, 광대역통신시스템, 데이터기록, 현미경, 태양전지, 신형의 광자센서 등의 발전을 위해 가능성을 제공했다. 현재 SPPs기반의 서브파장광학은 광학과 광자학가운데 가장 빠르게 발전하는 인기연구분야로 떠올랐다. 중국과학원 서안광학정밀기기연구소의 과도광학 및 광자기술 국가중점실험실의 연구원은 SPPs 연구과정에 금속-매체-금속 나노캐비티가 극히 강한 로컬공명과 양호한 여파특성을 지니는 현상을 발견했다. 이러한 효과를 토대로 연구원은 SPPs 나노 Resonator의 멀티채널 파장분할 다중화기(WDM)를 설계해냈다. 나노캐비티의 반경, 결합길이, 굴절률 등의 물리변수와 SPPs 공명 투과율간의 관계에 대한 측정결과 파장분할 다중화기(WDM)는 구조가 타이트하고 파장을 조절가능하며, 투과율이 높은 등이 장점이며, 그 투과율은 현재 국제적으로 보도된 최고치보다 무려 2배정도 높은 것으로 나타났다. 이러한 파장분할 다중화기는 광통신, 광학컴퓨팅, 광정보처리 등의 분야에 응용된다. 이 연구성과는 미국광학학회(OSA)의 주목을 받았으며, 논문은 Optics Express에 발표되었다. 논문제목은 ‘Tunable multi-channel wavelength demultiplexer based on MIM plasmonic nanodisk resonators at telecommunication regime’이며, OSA에 의해 “Image of the week”에 선정되었다.

지구환경연구소 미래 대기오염연구의 새로운 연구수단 발굴

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탄소 안정동위원소(stable carbon isotopic composition)는 지구화학연구에 광범위하게 응용되며 동시에 대기오염원 및 대기화학전환을 해석하는 효과적인 수단이기도 하다. 중국과학원 지구환경연구소의 차오쥔지(曹军骥)연구원은 대기미세입자중의 유기탄소(OC)와 원소탄소(EC)의 안정동위원소에 대한 연구에서 진전을 이룩했다. 관련 연구논문은 (Stable carbon isotopes in aerosols from Chinese cities: Influence of fossil fuels) 최근의 국제 유명학술저널인 Atmospheric Environment에 발표되었다. 이 연구는 중국 14개 주요 도시의 대기미세입자 유기탄소(OC)와 원소탄소(EC)의 안정동위원소를 체계적으로 조사한 것으로, 남부, 북부 주요도시의 OC와 EC 동위원소의 공간분포 및 계절변화특징을 도출해냈다. 연구결과, OC 동위원소 수치변화범위는 -26.90‰~ -23.08‰, EC 동위원소 수치변화범위는 -26.63‰ ~ -23.27‰사이에 있음을 획득했다. 겨울철의 OC, EC 안정 동위원소 수치는 뚜렷한 연관성을 나타내며, OC, EC 동위원소 차이는 북부지역이 남부지역보다 큰 것으로 나타났다. 동위원소 지시특징을 비교해보면 도시대기미세입자중의 탄소성분은 주로 화학석유연료의 연소, 특히 석탄 연소와 차량의 가스방출에서 비롯되었으며, 북부지역이 겨울철에 석탄연소의 영향을 가장 많이 받는 것으로 나타났다. 본 연구를 통해 대기중 OC, EC 안정된 탄소동위원소는 대기중 탄소에어로졸(carbonaceous aerosol)의 공급원을 식별하는 유효 지시물질로 삼을 수 있음을 입증했으며, 또한 미래 대기오염연구의 새로운 일반연구수단이 될 것으로 전망된다. 논문정보: Jun-ji Cao,et al., Stable carbon isotopes in aerosols from Chinese cities: Influence of fossil fuels, Atmospheric Environment 45 (2011) 1359-1363

중국 란저우중이온가속장치로 비스무트이온 가속에 성공

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2월 25일 중국과학원 산하 근대물리연구소는 란저우(蘭州)중이온가속장치(HIRFL)로 비스무트 이온을 가속하는데 성공했다. 연구원들은 중이온냉각저장링(CSR)의 메인링으로 83호 원소 비스무트(209Bi36+)빔의 냉각축적을 실현했고, 또한 핵자 하나당 170MeV 에너지로 가속시키는데 성공했는데, 이는 C, Ar, Ni, Kr과 Xe 다음에 HIRFL-CSR로 가속에 성공한 가장 무거운 이온에 속한다. 중이온 209Bi36+빔의 가속성공은 HIRFL-CSR의 중이온가속능력을 입증한 것으로, 중국의 중이온가속기기술이 세계선진반열에 진입하였음을 입증하는 중요한 표지이기도 하다. 비스무트금속입자는 초전도 ECR이온원 SECRAL에서 가열되어 증발되며 또한 플라즈마가운데서 전리되면서 209Bi36+이온을 생성하며 빔을 형성한다. 209Bi36+빔은 HIRFL-SFC 회전가속장치안에서 핵자당 1.9MeV의 에너지로 가속되며 메인링(HIRFL-CSRm)안에서 9초만에 ~2.5×107개의 이온을 축적하여 가속시키면 핵자당 170MeV(이온당 동력에너지 35.5GeV)의 에너지에 달할 수 있다.