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국내 중이온빔 연구 인프라 새 지평, 'KAHIF' 가동

원자력연, 고주파 선형가속기 기반 '중이온빔 조사시험시설' 확립
원자로 및 핵융합로 내구성 향상 위한 대면재·구조재 개발 활용 기대
중이온빔 조사시험을 위해 비싼 이용료를 지불하고 국외 가속기 시설을 이용하던 국내 연구자들의 여건이 개선됐다.

한국원자력연구원(원장 박원석)은 지난해 오병훈 박사팀이 구축한 고주파 선형가속기 기반 중이온빔 조사시험시설(KAHIF(Korea Atomic Energy Research Institute Heavy Ion Irradiation Facility))이 최종 성능 확인을 마치고 본격적인 서비스 지원에 돌입했다고 24일 밝혔다.

원자력연 종합엔지니어링 동 1층 운영실에서 국내 최초로 구축된 중이온빔 가속기 KAHIF의 장치 상태를 점검 중이다. <사진=한국원자력연구원 제공>원자력연 종합엔지니어링 동 1층 운영실에서 국내 최초로 구축된 중이온빔 가속기 KAHIF의 장치 상태를 점검 중이다. <사진=한국원자력연구원 제공>

가동 중인 원자로와 핵 융합로에서 방출되는 다량의 이온 및 중성자는 핵연료 피복관, 대면재, 구조재 등 재료 특성을 변화시키면서 내구성을 약화시킨다. 따라서 이들의 조사(照射)환경에 따른 재료의 특성 변화를 정확하게 평가하고 적합한 내구성을 갖춘 피복관 및 대면·구조재 개발은 매우 중요하다.

KAHIF는 가벼운 헬륨 이온부터 철, 제논(xenon) 등 무거운 이온까지 다양한 중이온을 핵자당 1MeV(메가전자볼트)로 가속 후 표적에 조사한다. 재료의 특성을 연구하고 소재의 성능을 시험·평가할 수 있어, 원전 안정성 향상 연구에 비중 있게 활용될 것으로 예상된다.

원자력연은 기존에 보유 중인 전자·방사광 가속기, 양성자가속기와 함께 중이온빔 조사시험시설을 추가 확보함으로써 빔 이용 연구 및 산·학·연 연구 지원 분야에서 국·내외를 아우르는 연구기관으로 입지를 다졌다.

박원석 원자력연 원장은 "KAIST, UNIST 등 학계를 시작으로 KAHIF의 활용 단계 안착 성공 소식을 접한 여러 연구기관 및 산업체의 이용자 서비스 문의가 많다"라고 하며 "연구자들이 연구 성과를 창출할 수 있도록 충분한 빔 이용 시간을 제공하고, 이용자의 피드백을 반영한 성능 점검 및 개선에도 힘쓸 것"이라고 밝혔다.

한편 KAHIF는 원자력연구기반확충사업 내 '중이온빔 조사시험시설 구축' 과제로 과학기술정보통신부로부터 약 3년 7개월간 27억 원 규모의 사업비를 지원받아 구축됐다.

허성렬 핵융합기술개발부 선임연구원이 종합엔지니어링동 2층 모니터링 룸에서 가속기의 작동상황을 보고하고 있다. <사진=한국원자력연구원 제공>허성렬 핵융합기술개발부 선임연구원이 종합엔지니어링동 2층 모니터링 룸에서 가속기의 작동상황을 보고하고 있다. <사진=한국원자력연구원 제공>
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