30년에 1cc 새는 틈

30년에 1cc가 새는 틈은 눈으로는 못 찾습니다. 진공 챔버 바깥에 헬륨을 뿌리고, 틈으로 빨려 들어간 헬륨을 검출기가 잡아내는 방식으로 찾습니다.

• 30년에 1cc 새는 틈은, 눈이 아니라 헬륨으로 찾습니다(스프레이법이 찾는 누설은 대략 10⁻⁷~10⁻⁹ mbar·L/s, 10⁻⁹이면 약 32년에 1cc)
• 챔버를 진공(1 mbar 미만)으로 비우고 밖에서 헬륨을 뿌리면, 틈으로 빨려 들어가 검출기에 잡힙니다
• 사실 안 새는 진공 장비는 없습니다. 얼마까지 새도 되는지, 기준만 있을 뿐입니다
• 압력계로는 새는 건 알아도, 어디서 새는지는 모릅니다
• 그래서 이음새와 용접선마다, 가는 헬륨 줄기를 천천히 훑습니다
• 헬륨은 가장 작은 원자라, 아주 좁은 틈도 빠르게 빠져나갑니다(같은 틈으로 공기도 들어오지만, 검출기는 헬륨만 셉니다)
• 공기 중엔 백만 분의 5(약 5ppm)밖에 없어서, 들어오면 바로 티가 납니다
• 검출기 안에선 기체를 이온으로 만들어, 자석 사이로 휘어 보냅니다
• 무게마다 휘는 반지름이 달라서, 헬륨만 출구 구멍을 지나 신호가 됩니다
• 이 검출기는 1cc 새는 데 6천 년 넘게 걸리는 틈까지 잡아냅니다(진공 모드 최소 검출 5×10⁻¹² mbar·L/s 미만)
• 폰 속 칩을 만든 장비들도, 이렇게 새는 틈을 찾습니다

헬륨 누설 검사(헬륨 리크 테스트)

헬륨을 추적 기체로 써서 장비가 새는지, 어디서 새는지 찾는 검사입니다. 반도체 장비처럼 진공을 지켜야 하는 곳에서 씁니다.

스프레이법(진공법)

검사할 장비를 검출기에 연결해 배기한 뒤, 바깥에서 스프레이 건으로 가는 헬륨 줄기를 플랜지 이음·용접선 같은 의심 자리에 천천히 뿌립니다. 신호가 튀는 순간의 자리가 새는 곳입니다. 훑는 속도는 장치의 응답 시간에 맞춥니다.

누설률(mbar·L/s)

1초에 새어 들어오는 기체의 양을 압력×부피로 나타낸 값입니다. 1cc는 약 1.01 mbar·L라서, 10⁻⁹ mbar·L/s로 새면 1cc가 새는 데 약 32년이 걸립니다.

압력 상승 시험

배기를 멈추고 압력이 오르는지 보는 시험입니다. 새는 것은 알 수 있지만 위치는 알 수 없습니다.

질량분석기(180° 섹터)

기체를 이온으로 만들고 가속해 자석 사이로 보내면, 이온이 질량에 따라 다른 반지름으로 휩니다. 자기장을 맞춰 두면 헬륨(질량 4) 이온만 출구 틈을 지나 신호가 됩니다.