KAERI, 22일 산학연 이용자에 서비스 제공
우주·전자·생명·의료 등 연구 도움 기대

양성자가속기연구센터에 구축돼 운영을 시작한 양성자가속기. 이온원쪽에서 바라본 모습.
양성자가속기연구센터에 구축돼 운영을 시작한 양성자가속기. 이온원쪽에서 바라본 모습.
세계 3번째로 개발에 성공한 대용량 선형 양성자 가속기가 22일부터 국내외 산학연 연구자들에게 본격적인 서비스를 제공한다.

한국원자력연구원(원장 정연호)은 "경주 양성자가속기연구센터에 구축한 대용량 양성자 가속기 시운전 등 준비과정을 완료하고 본격적인 운영을 시작하게 됐다"면서 "총 10개의 빔 이용시설이 구축될 예정으로, 이번에는 일차적으로 20MeV와 100M 빔 이용시설 각 1개씩을 개방할 것"이라고 19일 밝혔다.

경주에 구축된 양성자 가속기는 초당 약 12만조개 이상의 양성자를 100MeV(1억전자볼트=1.5볼트 건전지 6700만개로 가속할 수 있는 에너지)로 가속할 수 있으며, 최대 빔 전류 20mA에 달하는 대용량 가속기다. 국내 21개 산학연이 10년간 협력해 지난 2011년 미국, 일본에 이어 세계 3번째로 개발에 성공했다. 빔 전류 10mA 이상 가동가능한 것은 미국 오크리지국립연구소의 SNS, 일본 원자력연구개발기구의 J-PARC 뿐이다.

양성자 가속기는 수소 원자에서 전자를 제거하고 남은 양성자를 고전압을 이용해서 빛의 속도 43% 수준인 초당 13만㎞로 가속한 뒤, 물질과 충돌시켜 물질의 구조와 특성을 원자 수준에서 변형시킬 수 있다.

금과 은나노입자 제조 및 가공 등 나노기술을 비롯해 하이브리드 자동차 등에 활용되는 고효율 전력반도체 소자 개발, 돌연변이 육종을 통한 신품종 유전자원 개발, 내방사선 부품과 태양전지, 양성자 암치료 기술 개발 및 동위원소 생산 등 정보통신, 생명공학, 우주항공, 의료기술 등 다양한 분야 연구에 활용 가능하다.

경주 양성자 가속기 첫 번째 사용자는 공모를 통해 과학위성용 '광섬유 자이로스코프'를 개발하고 있는 파이버프로가 선정됐다.

한국원자력연구원은 "올해 안에 900건 이상의 빔 서비스를 다양한 분야의 산학연 이용자들에게 제공하는 것으로 목표로 하고 있다"면서 "경주 양성자 가속기의 활용을 극대화하기 위해 앞으로 빔 이용 시설을 추가로 설치하고, 중장기적으로는 시설 확장을 통해 가속 에너지를 1GeV(10억 전자볼트) 급으로 높여 펄스 중성자원, 입자물리 및 핵물리 연구시설 등으로 활용 분야를 넓혀갈 계획"이라고 밝혔다.

양성자에너지에 따른 양성자-물질 기본반응과 활용분야.
양성자에너지에 따른 양성자-물질 기본반응과 활용분야.

경주 양성자가속기 100MeV 끝 쪽에서 바라본 모습.
경주 양성자가속기 100MeV 끝 쪽에서 바라본 모습.
저작권자 © 헬로디디 무단전재 및 재배포 금지