한국전기연구원 정순신 박사, ‘이달의 KERI인상’ 수상

915MHz 마그네트론 발진기 기술 국내 최초 개발···수입 대체 효과 커

[일요신문] 미래부 산하 정부출연연구기관 한국전기연구원(KERI, 원장 김호용) 창의원천연구본부 나노융합기술연구센터 정순신 박사가 최근 ‘이달의 KERI인상’ 수상자로 선정됐다.   

3일 한국전기연구원에 따르면 정순신 박사는 미국, 영국, 러시아 등의 일부 OECD 국가에서만 보유한 915MHz 마그네트론 발진기(Magnetron Ocillator) 기술을 국내 최초로 개발하고, 관련 설계 및 시험기술을 기술 이전한 공로를 인정받았다. 

마그네트론 발진기는 전기장과 자기장이 서로 수직으로 인가되는 교차장이 존재하는 고(高)진공 공간에서 발생하는 전자빔의 전기에너지를 고출력 전자기파 에너지로 변환하여 방사하는 고효율, 고출력의 전자기파 발생장치다.

전자레인지, 조명기기를 비롯해 대형식품 조리 및 해동, 자외선광원, 입자가속기, 레이더 등에 널리 사용된다.

정 박사팀이 개발한 915MHz 마그네트론 발진기는 고전압의 직류(DC) 전력을 고효율로 변환해 915MHz의 마이크로파(Microwave)를 발생시킬 수 있다.

특히, 교체가 쉬운 음극부 결합 구조와 2차 고조파를 저감하는 음극부 초크 기술을 해당 시스템에 적용됐다. 

마그네트론 발진기의 수명은 보통 음극부에 의해 결정된다. 

용접이나 브레이징 등으로 접합하지 않고 고진공을 유지하며 탈부착이 용이한 음극부 결합 구조를 적용함으로써 마그네트론 음극부의 교체 시간 및 비용을 크게 절감할 수 있게 됐다. 

또, 수십 kW 이상의 마이크로파 출력을 발생하는 마그네트론 발진기의 음극부 급전선에 마이크로파 초크 구조를 구성해 2차 고조파 잡음을 10분의 1 수준으로 저감하고 외부 누설을 최소화한 것도 특징이다.

이전 기업은 이 기술을 적용해 에너지 저소비형 산업용 마이크로파 가열장치에 적용할 예정이다. 

직접가열, 선택가열, 내부가열 등의 특성을 갖는 마이크로파 가열을 통해 에너지를 획기적으로 절감하는 기술 상용화와 신시장 창출을 도모하고 있다. 

이번 개발로 미국, 유럽 등에서 수입하는 산업용 마그네트론을 순수 국내 기술로 대체할 수 있게 됐다. 

기술자립 및 수입대체와 기술자립 효과를 통해 국내 산업용 마이크로파 시스템 시장(가열, 건조, 플라즈마 등)의 확대에 기여할 것으로 기대된다. 

한편, ‘이달의 KER인상’은 한국전기연구원의 연구개발 및 시험인증 등 분야에서 탁월한 성과를 보인 연구자 등에게 주어지는 상이다. 

하용성 기자 [e-mail]