VSI, 방사선 R&D 독보적 위상…"디지털 엑스선 신기술 응용화 앞장설 것"

국내 최초 이온 소스 국산화, 세계 두 번째이자 국내 최초로 연엑스선(Soft X-ray) 정전기 제거장치 개발, 세계 최초로 탄소나노튜브(CNT) 기반 전계방출 디지털 엑스선 소스 상용화에 성공하면서 세계에서 우리나라 방사선 기술의 위상을 높이고 산업계를 발전시키는 데 일조했다.

이온 소스는 이온을 발생시켜 진공 혹은 대기 중에 조사하는 장치로 연엑스선 정전기 제거장치는 5~15kV의 연엑스선을 공기 중에 조사해 엑스선과 충돌된 공기분자가 이온화하면 이를 이용해 대전된 샘플의 정전기를 제거한다. CNT 기반 전계방출 디지털 엑스선 소스는 백열전구와 같은 필라멘트 기반 아날로그 방식의 엑스선 소스와 달리 조사되는 엑스선을 정확한 펄스 형태로 완벽하게 고속 제어해 고효율·고선명의 영상을 얻을 수 있는 기술이다.

1994년 설립된 이후 브이에스아이는 지속적인 R&D를 기반으로 진공 기술 분야와 전자빔 응용기술 분야 등에서 핵심 역량을 갖춰왔다.

이전까지는 해외 업체에 종속돼 있던 첨단 산업 장비의 국산화와 수입대체 효과를 주도적으로 이룩했다는 평가를 받는다.

특히 국내 최초로 연엑스선 정전기 제거장치를 개발한 사례는 기존의 코로나 방전식 정전기 제거장치의 한계를 극복했다는 남다른 의미를 가진다.

김 소장은 한국전자통신연구원(ETRI) 출신으로, CNT 기반 전계방출 기술의 핵심 연구자였던 경력을 인정받아 브이에스아이에 전격 영입됐다.

CNT 기반 전계방출 디지털 엑스선 소스는 의료, 비파괴 검사 등 다양한 산업군에서 폭넓게 쓰이고 있다.

김 소장은 “ETRI의 선행 연구로 확보된 기술을 바탕으로 브이에스아이의 기존 역량을 융복합한다면 100% 디지털 초고속 구동이 가능한 저선량 인간친화적 전(全) 디지털 엑스선 소스를 상용화할 수 있다고 판단했다”며 “브이에스아이가 2007년 ETRI로부터 CNT 기반 전계방출 기술을 이전받은 후 2016년부터 산업통상자원부와 과학기술정보통신부가 공동추진한 나노융합2020 사업의 지원을 통해 CNT 기반 전계방출 디지털 엑스선 소스 사업화에 성공한 것”이라고 설명했다.

이 기술을 바탕으로 브이에스아이는 치과 엑스선 촬영에 사용되는 포터블 덴탈 장비(CLAROX)를 개발해 현재 수출형으로는 완성 단계에 있고 국내용으로는 인증을 받고 있다.

이 장비는 전수검사가 어려운 환경에서 비파괴 검사용으로도 사용될 예정이다.

반면 기존의 CT 촬영의 경우 3D 영상을 얻기 위해 대량의 이미지를 얻어야 하고 그만큼 많은 엑스선을 조사해야 한다. 엑스선 디텍터는 빠르게 켜졌다 꺼져 위치별로 수많은 영상을 획득한다. 아날로그 엑스선 소스는 디텍터가 꺼져있는 상태에서도 끌 수 없어 지속해서 엑스선을 방출하게 된다. 이 때문에 불필요한 방사선 피폭이 일어나게 되는데, 이를 CNT 기반 전계방출 디지털 엑스선 소스로 대체하면 엑스선 영상을 얻어야 할 때만 엑스선을 선택적으로 쏴 피폭을 최소화할 수 있다. 또 빠르게 움직이는 대상체를 검지하는 순간포착이 가능해 엑스선 동영상을 구현할 수 있다.

브이에스아이는 이런 차세대 엑스선 기술이 대한민국을 선도함에 따라 국내 주요 먹거리 산업이었던 디스플레이·반도체와 더불어 의료·산업용 엑스선 응용기술 시장에서도 주도권을 확보할 것으로 기대하고 있다.

김 소장은 “브이에스아이가 달성한 세계 최초 신기술이 시장에서 활용될 수 있도록 응용 제품군 확보·개발·마케팅에 전력을 기울일 예정”이라며 “이 기술을 상용화하기까지 수요 맞춤형 제품도출·신기술에 대한 인증 방법·표준안 등 수많은 난관이 있지만, 선구자의 자세로 기업의 성장과 우리나라의 발전을 위해 앞장서 개척할 것”이라고 밝혔다.