중성자 성분분석기는 원소가 중성자와 반응할 때 발생하는 고유의 감마선을 이용하여 원료의 구성성분을 분석하는 장치이다. 중성자를 물질에 조사하면 원자핵과 중성자가 상호작용하여 특정 에너지의 감마선이 방출되는데, 이 감마선의 에너지 스펙트럼을 측정함으로써 해당 물질을 구성하는 원소의 종류와 함량을 실시간으로 파악할 수 있다.
2023년 현대제철이 HMG 사내스타트업 '3I솔루션'(Innovation of Invisible Inspection)과 협업하여 산업용 중성자 성분분석기의 국산화 개발에 성공하였다. 이 장치는 철광석, 철스크랩(고철) 등의 원자재를 이송 중에 실시간으로 전수검사할 수 있도록 설계되었다. 기존의 철광석 및 철스크랩 성분 분석 공정은 원료 샘플링부터 검사까지 평균 8시간가량 소요되었으나, 중성자 성분분석기를 사용하면 이송 라인에서 곧바로 분석이 이루어져 생산 효율성이 크게 개선된다. 또한 실시간으로 생성되는 데이터를 조업 과정에 적용하여 최적의 원료배합비와 부원료 사용량 사전 예측 등을 도출할 수 있어 원가 경쟁력 확보에도 기여할 것으로 평가된다.
중성자 성분분석기 시장은 해외 5개 업체가 세계 시장의 약 75%를 점유하고 있었으며, 3I솔루션은 이 장치의 국산화 및 상업화에 성공하여 고객 맞춤형 기술 제공과 가격 경쟁력을 바탕으로 시장을 확대해 나갈 계획이다. 철강 산업 외에도 폐배터리 블랙파우더의 성분 분석용 제품도 개발 완료 단계에 있어, 2차전지 리사이클링 산업 등 비파괴 분석이 필요한 다양한 분야로 적용 범위를 확대할 예정이다.
이 장치는 산업 현장에서 원자재의 신속하고 정확한 성분 분석을 가능하게 하여, 전통적인 습식 분석이나 샘플링 방식의 한계를 극복하는 비파괴 분석 기술로서 의의를 가진다.
