방사선 비파괴검사(RT)의 원리와 이해

방사선 비파괴검사(RT)의 원리와 이해 – 눈에 보이지 않는 결함을 찾아내는 기술

비파괴검사(NDT)는 말 그대로 검사 대상의 구조나 성질을 손상시키지 않고 내부 결함이나 이상을 찾아내는 검사 방법입니다. 그 중에서도 **방사선 비파괴검사(Radiographic Testing, RT)**는 X선 또는 감마선을 이용해 재료 내부를 관통하면서 내부 결함을 영상으로 확인할 수 있는 검사 방식입니다. 우리가 병원에서 찍는 X-ray처럼, 금속이나 복합재료 속에 있는 균열, 기공, 슬래그 등 육안으로는 볼 수 없는 문제들을 확인할 수 있다는 점에서 매우 중요한 역할을 하고 있습니다.

1. 방사선 비파괴검사의 기본 원리

방사선 비파괴검사의 핵심 원리는 투과성과 감광성입니다.

• 투과성: 방사선은 물질을 통과할 수 있는 성질이 있습니다. 특히 밀도가 낮거나 얇은 재질은 방사선이 쉽게 통과하고, 반대로 밀도가 높거나 두꺼운 부분은 방사선이 많이 흡수됩니다. 이 성질을 이용하면 내부의 두께 변화나 결함이 있는 부분을 구별할 수 있습니다.
• 감광성: 방사선은 필름이나 디지털 검출기에 도달하면 감광 효과를 일으켜 이미지로 남깁니다. 결함이 있는 부분은 주변보다 방사선이 더 많이 또는 덜 도달하게 되어, 결과적으로 명암의 차이를 통해 결함을 시각화할 수 있습니다.

예를 들어 용접부 내부에 기공이 있으면 그 부분은 금속보다 밀도가 낮기 때문에 방사선이 더 많이 통과합니다. 그 결과 해당 부위는 필름상에서 더 어둡게 나타나고, 검사자는 이를 통해 결함의 위치와 크기를 파악할 수 있는 것이죠.

2. 사용되는 방사선의 종류

방사선 비파괴검사에 주로 사용되는 방사선은 크게 두 가지입니다.

• X-선: 전기를 이용해 생성되며, 주로 산업용 X-ray 발생장치를 사용합니다. 저에너지에서 고에너지까지 조절이 가능해 다양한 재질에 적용할 수 있습니다.
• 감마선: 방사성 동위원소(예: Ir-192, Co-60 등)에서 자연스럽게 방출되는 방사선입니다. 전원이 없어도 사용 가능하다는 장점이 있지만, 방사선 관리가 더 엄격하게 요구됩니다.

검사 대상의 두께, 밀도, 현장 조건에 따라 X-선과 감마선 중 적절한 방식을 선택하게 됩니다.

3. 검사 절차

방사선 검사는 일반적으로 다음과 같은 절차로 진행됩니다.

1. 검사 준비: 대상 물체의 두께, 재질, 검사 목적 등을 고려해 적절한 방사선원과 감지 매체(필름 또는 디지털 센서)를 선정합니다.
2. 방사선 조사: 방사선원을 물체의 한쪽에 위치시키고, 반대편에는 감광 필름 또는 디지털 검출기를 둡니다.
3. 노출 시간 계산: 재질의 특성과 방사선원의 세기를 고려해 적절한 노출 시간을 설정합니다.
4. 영상 판독: 촬영된 필름 또는 이미지에서 명암의 차이를 분석하여 결함의 유무, 종류, 위치를 판단합니다.

4. 장점과 한계

장점:

• 내부 결함을 정확히 확인 가능
• 기록으로 보존 가능 (필름 or 디지털 이미지)
• 비교적 높은 해상도

한계:

• 두꺼운 재질에는 고에너지 방사선 필요
• 안전 관리가 필수 (방사선 누출 방지)
• 2차원 영상이라 깊이 정보는 제한적

5. 최신 동향

최근에는 **디지털 방사선 검사(Digital Radiography, DR)**가 점차 확산되고 있습니다. 이는 기존의 필름 방식보다 빠르고, 이미지 처리와 저장이 용이하며 실시간으로 확인이 가능하다는 장점이 있습니다. 또한 인공지능(AI)을 활용한 결함 자동 판독 기술도 개발되고 있어 검사 품질과 효율성을 동시에 끌어올리고 있습니다.