“가속기 에너지 확장‧빔 조사시설 고도화 계획”
미국, 일본에 이어 세 번째로 우리나라 독자기술로 만들어진 대용량 선형 양성자가속기가 2013년 가동 시작 후 2만 시간 운전기록을 달성했다.
양성자가속기는 전자, 양성자, 중이온 등을 빛의 속도에 가깝게 가속시켜 부딪힌 뒤 입자가 깨진 상태를 분석하거나 새로운 원소를 만들어 내는 장치다.
경주 양성자가속기는 양성자를 가속시키는 에너지가 100MeV(1억 전자볼트, 1.5볼트 건전지 6700만 개 에너지)다. 양성자가 1초당 13만㎞의 속도로 다른 물질의 원자에 부딪히게 한 뒤 다른 물질의 원자핵과 반응하거나 원자핵을 쪼개 다른 원소를 만들어낸다. 플라스틱을 강철처럼 단단하게 만들거나 암 진단에 사용되는 방사성동위원소를 생산하고, 물질의 특성을 변화시킬 수 있어 ‘현대 과학의 연금술사’ 등으로 불린다.
특히 경주 양성자가속기는 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 후 2019년까지 총 700여개 연구과제와 2000명의 연구자를 안정적으로 지원했다.
이를 통해 대구가톨릭대 김종기 교수팀이 투과성 양성자로 알츠하이머 뇌의 신경독성을 제거하는 기술을 개발했고, 광주과학기술원 조지영 교수팀은 양성자 조사를 통한 열전 소재의 열전 성질을 제어하는 기술 개발에 성공했다. 서울대학교 이탁희 교수는 양성자 빔을 이용해 차세대 반도체 소자의 전도특성을 제어하는 기술을 개발한 바 있다.
연구단은 양성자가속기 에너지를 1GeV(기가전자볼트)로 확장하기 위한 준비에 나선다. 또 국내·외 의료용 동위원소 시장의 성장에 대응하기 위해 의료용 동위원소인 게르마늄(Ge-68), 구리(Cu-64/67), 스트론튬/루비듐(Sr-82/Rb-82) 생산을 위한 빔 조사시설 고도화 및 생산 공정 설비 구축에도 힘쓴다고 밝혔다.
박원석 원장은 “우리나라 유일의 양성자가속기가 국내 소재, 부품, 장비 산업의 고도화에 앞장설 수 있도록 파급력 있는 연구 과제를 지원하고, 장비를 확장해 세계 최고의 입자빔 이용 연구개발 플랫폼으로 만들어가겠다”고 말했다.
