대전 유성구 국제과학로1 중이온가속기 '라온' 건설 현장. 1조5000억원 상당의 초대형 중이온가속기 구축이 시작된 지 올해로 10년을 맞았다. 당초 세 차례나 기본계획을 변경하며 올해 완공을 목표로 했으나 고에너지 가속장치 확보와 제작, R&D(연구개발) 등의 문제로 차질이 불가피하게 됐다. 권면 중이온가속기건설구축사업단장은 "일정이 늦춰지고 있는 고에너지가속구간 구축 일정을 최대한 앞당길 것"이라고 밝혔다.

중이온가속기는 말 그대로 무거운 이온을 가속시켜 희귀동위원소를 생성하는 장치다. 방사광·양성자·중입자가속기와 달리 원소 중 가장 무거운 이온으로 알려진 우라늄(uranium, U)까지 모든 이온을 가속할 수 있다. 그렇게 생성된 희귀동위원소는 주로 기초연구에 활용돼 물질의 기원, 우주 생성 원리 등을 밝혀내는 데 사용된다.

기존 중이온 가속기는 가벼운 이온을 가속해 무거운 표적에 충돌시키는 생성 장치 ISOL(Isotope Separation OnLine)과 그 반대인 IF(In-flight Fragmentation) 중 하나만을 장착하는 것이 보통이지만, 라온의 중이온가속기는 이 두 개를 모두 갖고 있다. 세계 최초다.

라온의 저에너지가속구간은 올해 상반기까지 구축을 완료해 내년 중반부턴 실제 실험에 응용할 수 있게끔 한다는 계획이다. R&D 등의 문제로 구축 지연되고 있는 고에너지가속구간은 실사용까지 2~3년은 기다려야 한다는 입장이다.

권 단장은 "아무도 안 해봤기 때문에 걱정되는 부분이 많지만, 세계 모든 대형 프로젝트들도 다 똑같다고 생각한다"며 "끝까지 포기하지 않을 것"이라고 말했다.

아래는 중이온가속기건설구축사업단이 대덕특구 출입기자단에 16일 공개한 라온 건설 현장. 
 

라온의 중앙제어실. 가속장치에 빔이 들어가기 시작하면 직접 들어가 통제하기 어렵기 때문에 중앙제어실에서 중이온가속기의 모든 것을 통제한다. [사진=이유진 기자]
 
라온의 저에너지 A, B구역 입구. 저에너지구역은 금년 상반기까지 완공해 내년 중반부턴 실제 실험에 응용할 수 있게끔 한다는 계획이다.  [사진=이유진 기자]
 
저에너지구역에 대해 설명하고 있는 권면 중이온가속기건설구축사업단장. [사진=이유진 기자]
 
저에너지구역 내부. [사진=이유진 기자]
 
저에너지가속구간에서 나온 빔을 이용해 우주의 생성 원리 등을 시험하는 장치 '코브라(KoBRA)'. 올 상반기 내 구축을 마치고 중순에 시운전을 한다는 계획이다. [사진=이유진 기자]
 
코브라(KoBRA)에 대해 설명하고 있는 권 단장. 그에 의하면 코브라 장치는 전세계적으로 극소수이다. [사진=이유진 기자]
코브라(KoBRA)에 대해 설명하고 있는 권 단장. 그에 의하면 코브라 장치는 전세계적으로 극소수이다. [사진=이유진 기자]
희귀동위원소 생성 시설 ISOL(Isotope Separation OnLine) 구역 입구. 가벼운 이온을 가속해 무거운 표적에 충돌시키는 생성장치 ISOL은 중이온가속기의 가장 핵심 시설이다. [사진=이유진 기자]
희귀동위원소 생성 시설 ISOL(Isotope Separation OnLine) 구역 입구. 가벼운 이온을 가속해 무거운 표적에 충돌시키는 생성장치 ISOL은 중이온가속기의 가장 핵심 시설이다. [사진=이유진 기자]
 
ISOL 구역에서 희귀동위원소를 생성하는 첫 번째 장소. ISOL 시스템인 '사이클로트론'은 한 번의 계약파기로 딜레이 돼 현재 제작 중에 있다. 올해 8월 성능검사를 끝내고 연말까지 들여온다는 계획이다. 실제 희귀동위원소 생성 가능 시점은 내년 4~5월로 보고 있다. [사진=이유진 기자] 
ISOL 구역에서 희귀동위원소를 생성하는 첫 번째 장소. ISOL 시스템인 '사이클로트론'은 한 번의 계약파기로 딜레이 돼 현재 제작 중에 있다. 올해 8월 성능검사를 끝내고 연말까지 들여온다는 계획이다. 실제 희귀동위원소 생성 가능 시점은 내년 4~5월로 보고 있다. [사진=이유진 기자] 
   
라온의 중이온가속기는 가속장치 QWR(22개) -> HWR-A(15개) -> HWR-B(19개) -> SSR1(23개) -> SSR2(25개) 순으로 물질이 통과하며 가속에너지가 점점 높아진다. SSR2까지 달하면 그 속도는 광속의 2분의 1이다. 희귀원소를 더 많이 발굴할 수 있다는 의미다. 현재 HWR은 16개가 제작 완료, 그중 10개는 성능시험을 마친 상태다. 금년 9월까지 모두 설치 완료하고 냉각 준비까지 마친다는 계획이다. [사진=이유진 기자]
라온의 중이온가속기는 가속장치 QWR(22개) -> HWR-A(15개) -> HWR-B(19개) -> SSR1(23개) -> SSR2(25개) 순으로 물질이 통과하며 가속에너지가 점점 높아진다. SSR2까지 달하면 그 속도는 광속의 2분의 1이다. 희귀원소를 더 많이 발굴할 수 있다는 의미다. 현재 HWR은 16개가 제작 완료, 그중 10개는 성능시험을 마친 상태다. 금년 9월까지 모두 설치 완료하고 냉각 준비까지 마친다는 계획이다. [사진=이유진 기자]
 
중이온가속기 구축 계획을 설명하고 있는 권 단장. [사진=이유진 기자]
중이온가속기 구축 계획을 설명하고 있는 권 단장. [사진=이유진 기자]
 
HWR이 들어설 공간. [사진=이유진 기자]
HWR이 들어설 공간. [사진=이유진 기자]
 
중이온가속기 전력 공급 장치와 시그널을 주고 받으며 중앙제어실에 연결하는 통신 장치. [사진=이유진 기자]
중이온가속기 전력 공급 장치와 시그널을 주고 받으며 중앙제어실에 연결하는 통신 장치. [사진=이유진 기자]
 
액체 헬륨 제조 공장. 압축기와 콜드박스로 이루어져 있다. 국내에서 가장 큰 사이즈로, 이번 달부터 시운전을 시작한다는 계획이다. 당초 1년 전 구축 완료됐어야 했지만, 코로나19 발발로 기술을 보유하고 있는 프랑스와 일정 차질이 생겼다. 올 5~6월까지 시운전을 마친 뒤, 향후 액체 헬륨을 공급할 예정이다. [사진=이유진 기자]
액체 헬륨 제조 공장. 압축기와 콜드박스로 이루어져 있다. 국내에서 가장 큰 사이즈로, 이번 달부터 시운전을 시작한다는 계획이다. 당초 1년 전 구축 완료됐어야 했지만, 코로나19 발발로 기술을 보유하고 있는 프랑스와 일정 차질이 생겼다. 올 5~6월까지 시운전을 마친 뒤, 향후 액체 헬륨을 공급할 예정이다. [사진=이유진 기자]

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