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헬기타고 하늘에서 지질탐사한다

자력·방사능감지로 땅속 상태 한눈에

 

방사능탐사 감지기는 헬기의 동체 하부에 부착되며 로켓 모양의 자력탐사감지기(길이 2m, 직경 30cm)는 헬기의 3백m 하단에 특수 케이블로 연결돼 있다.
 

'하늘에서 땅 속을 조사한다.'

이는 헬리콥터를 타고 하늘을 날며 행하는 지질탐사를 두고 하는 말이다. 이같은 항공탐사에는 자력(磁力)탐사와 방사능탐사가 있다.

자력탐사는 암석이나 토양이 갖고 있는 자성(磁性)을 고감도의 자력계로 탐지해 비행기에 탑재된 기록계의 자기 테이프(마그네틱 테이프)에 수록한 후 실내에서 컴퓨터를 이용, 자료처리(digital data processing)해 자력이상도(磁力異常圖)를 작성하는 것을 말한다.

방사능탐사도 암석이나 토양에 함유된 방사성 물질에 의해 방출되는 감마선을 에너지 레벨에 따라 K(칼륨) U(우라늄) Th(토륨)의 방사능강도(K+U+Th)를 비행기에 탑재된 광석 검파기(crystal detector)로 측정하는 것을 말한다. 자료의 기록 및 처리는 자력탐사와 비슷하다.

이처럼 항공탐사는 지표에서 자력 탐사나 방사능탐사를 행할 때 사용하는 탐사장비(기록계+탐지계)를 비행기에 탑재해 자료를 얻는다는 점만 다를 뿐이다. 그러나 항공탐사는 넓은 지역을 짧은 기간 내에 탐사할 수 있고 또한 험준해 접근하기 곤란한 산악 밀림지대 등을 대상으로 경제적이고 과학적인 탐사가 가능하다는 장점이 있다.

항공자력탐사는 1940년대 후반 구미에서 시작됐으며 특히 컴퓨터 전자산업의 발달과 더불어 자료획득 및 자료처리 기술이 계속적으로 발전해 왔다. 항공방사능탐사는 자력탐사보다 조금 뒤늦은 1970년대 고감도 감마선 분광계(分光計)의 개발과 더불어 캐나다 미국을 중심으로 발전해 왔다.

우리나라는 지난 81년 한국자원연구소가 항공자력 및 방사능 탐사기의 도입과 함께 자료획득 및 자료처리 기술을 자체적으로 개발해 탐사작업을 벌이고 있는데, 현재 전국토의 약 40%에 대해 조사를 끝마친 상태다.

올해는 지난 5월8일부터 20일동안 경남 가야산에서 대구지역에 이르는 가로 약 23㎞, 세로 약 28㎞, 총면적 6백44㎢를 탐사했다.

"암석마다 우라늄 토륨 칼륨 등 방사능 물질의 함유정도가 다릅니다. 따라서 이들 방사능 물질이 붕괴되면서 방출하는 감마선의 세기를 측정하면 땅 속의 상태를 훤히 알 수 있습니다"

탐사작업을 진두 지휘하고 있는 구성본씨(한국자원연구소 자원탐사부 책임연구원)는 또 "자력을 측정하면 땅 속 암석의 비중과 금속류 성분의 함유정도를 알 수 있다"고 말한다.

그러나 이러한 탐사작업이 결코 쉽지만은 않다. 방사능과 자력의 세기가 지표면에서 떨어질수록 약해지기 때문에 헬리콥터를 조종할 때 일정한 고도(1백20m)와 속도(시속 약 90㎞)를 유지해야 하는 어려움이 있다.

또 일기변화 헬리콥터(자체) 우주선 대형건물 등에 의해 방사능 및 자력수치가 영향을 받을 수 있어 분석작업때 이같은 변수를 보정하는 힘든 과정을 거쳐야 한다.

이렇게 탐사작업을 통해 분석된 결과는 굴착 채취작업의 결과와 상호보완돼 국내 지질구조를 정확히 규명하게 되며 지하자원 및 지하수 개발, 지진연구, 임업사업, 방사능오염 여부 등 환경보호활동, 원자력발전소 등 대형 구조물건축과 각종 사업의 기초자료로 폭 넓게 활용된다.

지금까지의 연구결과는 농업진흥공사의 '첨단기술 농업생산단지 지하수 물리탐사' 등 3건의 사업에 활용된 바 있다. 남한의 항공탐사는 3단계에 걸쳐 2002년까지 진행 완료될 예정이다. 이 작업이 끝나면 앞으로 석유 가스 지열 등의 자원뿐만 아니라 지진 지반안정도 조사 등에기초자료로 활용되는 등 다양한 지질 구조 정보를 제공해줄 것으로 기대된다.
 

전형적인 항공자력 탐사의 비행항로
 

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1994년 07월 과학동아 정보

  • 동아일보사 편집부

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