선형 대용량 양성자가속기 7년 무사고 달성
선형 대용량 양성자가속기 7년 무사고 달성
  • 이승희 기자
  • 승인 2020.01.09
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세계 3번째 대용량 양성자가속기 7년간 2,000명 연구자 지원
연구원 선형 대용량 양성자가속기로 연구를 하고 있다. 제공=한국원자력연구원

선형 대용량 양성자가속기가 2만 시간, 7년 무사고 운전을 달성했다. 양성자가속기는 수소원자에서 전자를 떼어낸 양성자를 빠르게 가속시키고 가속된 양성자를 다른 물질에 충돌시켜 성질을 바꾸는 장치다.

한국원자력연구원(원장 박원석) 산하 경주 양성자과학연구단에 따르면 미래원천기술 개발과 첨단 산업기술 분야에 활용하기 위해 2002년 정부 주도로 사업이 시작됐다. 2012년 12월 미국과 일본에 이어 세 번째로 대용량 양성자가속기로 연구원 독자기술로 완성됐다.

경주 양성자가속기는 양성자를 가속시키는 에너지가 100MeV(1억 전자볼트, 1.5볼트 건전지 6,700만개 에너지)에 달해, 양성자가 1초당 13만㎞의 속도로 다른 물질의 원자에 부딪히게 할 수 있다.

다른 물질의 원자핵과 반응하거나 원자핵을 쪼개 다른 원소를 만들어내는 것이다. 플라스틱을 강철처럼 단단하게 만들거나, 암 진단에 사용되는 방사성동위원소를 생산하고, 물질의 특성을 변화시킬 수 있어 ‘현대 과학의 연금술사’, ‘미다스의 손’으로 불린다.

특히 우리나라 유일의 양성자가속기인 경주 양성자가속기의 경우, 최대 빔 전류가 20mA인 대용량 가속기로, 연구자들에게 1초당 1.2경이라는 엄청난 수의 양성자를 제공할 수 있어 활용도가 높다.

양성자과학연구단은 가속기 가동 첫 해인 2013년 39개 연구과제에 양성자 빔을 지원한 이후, 2019년까지 총 700여개 연구과제와 2,000명의 연구자를 안정적으로 지원했다. 그 중 경주 양성자가속기를 통해 대구카톨릭대 김종기 교수팀이 투과성 양성자로 알츠하이머 뇌의 신경독성을 제거하는 기술을 개발했고 광주과학기술원 조지영 교수팀은 양성자 조사를 통한 열전 소재의 열전 성질을 제어하는 기술을 개발하기도 했다. 또 서울대학교 이탁희 교수는 양성자 빔을 이용해 차세대 반도체 소자의 전도특성을 제어하는 기술을 개발하는데 성공했다.

박원석 원장은 “양성자가속기 가동 2만 시간 돌파, 7년 무사고 운전은 양성자과학연구단 모두의 열정과 헌신 덕분에 가능했다”며 “국내 유일의 양성자가속기가 국내 소재, 부품, 장비 산업의 고도화에 앞장설 수 있도록 파급력있는 연구과제를 지원하고 장비를 확장해 세계 최고의 입자빔 이용 연구개발 플랫폼으로 만들어가겠다”고 밝혔다.


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