헬륨 버블 영향 규명한 문찬혁 학생 논문 수상

국립창원대학교 모빌리티기계공학부 전산역학연구실의 문찬혁 석사과정 학생이 한국소음진동공학회 2026년 춘계 소음진동 학술대회에서 학생부문 우수논문상을 받았다. 문 학생은 분자동역학 시뮬레이션을 활용해 고엔트로피 합금의 미세구조와 헬륨 버블이 기계적 특성에 미치는 영향을 분석한 연구 성과를 발표했다.

연구팀은 CoCrCuFeNi 고엔트로피 합금 모델을 대상으로 미세구조 유형과 헬륨 버블의 개수·위치, 결정립 크기를 달리하며 분자동역학 시뮬레이션을 수행했다. 그 결과 다결정 구조의 결정립계가 헬륨 버블로 인한 강도 저하를 효과적으로 억제하는 방사선 내성 메커니즘을 원자 규모에서 규명했다.

소형모듈원자로를 포함한 핵 환경에서는 고온과 방사선, 기계적 하중이 복합적으로 작용해 구조재에 높은 내방사선성과 기계적 안정성이 요구된다. 고엔트로피 합금은 이런 요건에 대응할 차세대 핵 구조재로 주목받지만, 방사선 조사 과정에서 만들어지는 헬륨 버블이 합금의 기계적 성질에 끼치는 영향은 충분히 밝혀지지 않았다.

연구팀은 헬륨 버블이 유발하는 탄성계수 변화가 소형모듈원자로 구조 부품의 공진 주파수에 영향을 줄 가능성도 제시했다. 이번 결과는 핵 구조재 설계와 안전성 평가에 활용할 과학적 근거를 마련했다는 의미가 있다. 연구 논문은 영향력지수 3.3의 핵재료 분야 JCR Q1 국제학술지 ‘Journal of Nuclear Materials’에 투고됐으며, 연구팀은 앞으로 소재 연구에 인공지능과 머신러닝을 접목한 융합 연구를 이어갈 계획이다.