The era of cheap helium is over—and that’s already causing problems

저렴한 헬륨 시대의 종말…문제와 대응책은

MRI 스캐너와 반도체 등 다양한 기술에 사용되는 핵심 물질인 헬륨이 공급 부족에 시달리며 가격이 치솟고 있다. 기술 업계와 생산국이 문제 해결을 위해 발 벗고 나섰다.

미시시피 주립 대학교 내에 자리한 핵자기 공명 시설에선 세 개의 강력한 자석이 원자가 결합되는 과정을 관찰할 수 있게 해준다. 이곳에서 연구하는 화학자들은 이 기술을 통해 새로운 폴리머(polymer)를 설계하고, 박테리아가 어떻게 표면에 결합되는지를 연구한다. 이 모든 연구를 차질 없이 진행하기 위해서는 헬륨이 필요하다. 하지만 식료품점에만 가도 쉽게 볼 수 있는 게 헬륨이지만 이곳에서는 항상 공급난에 허덕인다.

폴리머란 하나 내지 여러 종류의 구성 단위가 서로에게 많은 수의 화학결합으로 중합되어 연결되어 있는 분자로 이루어진 화합물을 말한다.  

미시시피 주립 대학교에서는 자석 내부에 감겨 있는 초전도선을 섭씨 영하 452도까지 냉각하는 데 필요한 액체 헬륨을 추가로 확보하기 위해 12주마다 최소 5,000달러에서 최대 6,000달러(약 667만~800만 원)를 지불한다. 

이 시설의 총괄 책임자인 니콜라스 피츠키(Nicholas Fitzkee)는 “헬륨은 연구실에서 지출하는 비용 중 가장 큰 비중을 차지한다”면서 “액체 헬륨 구매 비용이 지난 1년여의 시간 동안 두 배 가까이로 늘었다”고 설명했다.

헬륨은 매우 훌륭한 열 전도체이다. 또한 다른 물질들이 대부분 고체로 얼어붙는 절대영도(absolute zero)에 가까운 온도에서도 헬륨은 액체 상태로 유지된다. 이런 특징으로 인해 헬륨은 온도를 아주 낮게 유지해야 하는 모든 경우에 냉매로 활용된다.

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