"중이온가속기 공정률 61%···기초과학 강국으로"

오는 2021년 완공 목표···해외 업체 계약 파기로 일정 지연 우려
이달중 신동지구로 이전 마무리···전 세계 가속기 연구자와 연구 논의
단군이래 최대 기초과학 프로젝트로 불리는 라온(RAON) 중이온가속기 건설구축이 공정률 절반이상을 넘어서며 기대감이 커지고 있다.

중이온가속기건설구축사업단(단장 권면)에 의하면 2월말 기준 장치 구축 공정률 61.19%, 시설건설 공정률 40.47%이다. 오는 2021년 완공이 현실화되면 기초과학강국으로 도약할 새로운 기반을 마련하게 된다.  

중이온가속기는 전자를 잃거나 얻어 전기를 띠게 된 원자 중 헬륨 이온보다 무거운 이온을 빛의 속도에 가깝게 가속시킨 후 표적물질에 충돌시킴으로써 자연상태에 존재하지 않는 새로운 희귀동위원소를 만들어내는 최첨단 거대연구시설이다. 

라온은 양성자에서 우라늄까지 다양한 중이온을 생성하고, 이를 가속시켜 물질핵 변화를 통해 희귀동위원소를 발생시킨다. 희귀동위원소를 활용한 연구로 우주 기원부터 신소재 개발, 난치암 치료법 개발, 차세대 원자력 발전 기반연구 등 첨단기초과학연구 발전에 기여할 것으로 기대된다. 

사업단은 중이온가속기 장치구축과 시설건설을 진행중이며, 이달 중으로 신동지구로 사업단 이전을 완료할 방침이다.  

2월말 기준 중이온가속기의 장치 구축 공정률은 61.19%, 시설건설 공정률은 40.47%이다.<사진=대덕넷 DB>2월말 기준 중이온가속기의 장치 구축 공정률은 61.19%, 시설건설 공정률은 40.47%이다.<사진=대덕넷 DB>

◆2021년 목표로 구축·건설 진행···해외 공급업체 계약 파기로 일정 지연 불가피

라온은 희귀동위원소 기반의 최첨단 기초과학 연구 수행용으로 국내 기초과학의 글로벌 경쟁력 기반 마련과 가속기 활용 우수 연구자를 양성하기 위해 과학기술정보통신부와 IBS가 추진하고 있다.

대전광역시 유성구 신동지구에 건설되고 있는 라온은 95만2066m²(약 29만평)의 부지에 연면적 11만6252m²규모, 11개동으로 건립된다. 총사업비 6100억원(부지 3571억원)이 투입되며 포스코건설 컨소시엄을 포함해 총 11개사가 시공을 맡았다. 

라온은 저에너지 희귀동위원소 발생장치인 ISOL 체계와 고에너지희귀동위원소 발생장치인 IF 체계를 융합했다는 특징이 있다. ISOL 방식으로 생성한 희귀동위원소를 재가속한 후 IF 방식을 적용했다. 방식의 결합으로 공급 가능한 희귀동위원소 종류를 확산시킨 것이다. 

장치구축과 시설건설은 오는 2021년까지 완료될 예정이다. 장치는 ▲가속장치 ▲기반장치 ▲RI빔생성장치 ▲실험장치로 구성된다. 시설은 가속기·실험 시설, 연구지원 시설, 업무지원 시설 등으로 마련된다. 

다만 최근 희귀동위원소 생산에 필요한 원형가속기 싸이클로트론의 공급계약이 파기되면서 사업 지연에 대한 우려도 존재한다. 사업단에 의하면 원형가속기는 경제적·기술적 여건상 해외에서 수입하고, 선형가속기는 독자 개발이 추진되고 있다. 

원형가속기를 공급하기로 한 캐나다 베스트사의 선수금 요구 등의 문제가 대두되면서 공급계약이 파기됐다. 전세계에서 이 장치를 공급할 수 있는 업체는 3군데 정도인 상황에서 다른 업체와 협의가 이뤄지고 있는 상황이다.

과기부는 이에 "싸이클로트론은 공급사의 귀책사유로 인해 계약이 파기됐으며, 재구매를 진행하고 있다"면서 "오는 2021년 12월까지 설치·시운전을 완료할 계획"이라고 해명했다. 

사업단 관계자는 "원형가속기 도입 지연을 극복할 해결책을 모색중"이라면서 "대체 가능한 실험을 먼저 수행하는 등 대책을 마련할 계획"이라고 설명했다. 

◆라온 구축현황 전세계 과학계와 공유 자리 마련

그런 가운데 라온 중이온가속기의 구축 현황을 전 세계 과학계와 공유하고, 이를 활용한 세계적 연구과제를 준비하기 위한 자리가 3일 열렸다.

IBS(원장 김두철)는 '제 1회 라온 중이온가속기 활용연구자 국제워크숍'을 3일부터 5일까지 IBS 본원에서 개최한다. 

워크숍에는 중이온가속기사업단, 중이온가속기 이용자협회(협회장 문창범 호서대 교수), 핵물리 분야 학계·연구기관 전문가 등이 참여했다. 

해외전문가로는 유럽입자물리연구소(CERN) 희귀동위원소연구시설 이졸데(ISOLDE)의 리더를 역임한 마리아 보르헤(Maria Borge), 미국 FRIB 중이온가속기 활용연구자협회 소속 빌 린치(Bill Lynch) 미시간주립대 물리천문학과 교수, 카지노 토시타카 도쿄대 교수 등 물리학분야 연구자들이 나섰다. 

참석자들은 최근 세계 주요 중이온가속기의 연구 사례와 관련 정보를 공유하고, 라온 중이온가속기의 장점을 활용할 수 있는 연구주제를 집중 논의했다. 

세부적으로 자연계와 우주의 원소생성 원리를 이해하는데 결정적인 역할을 할 수 있는 핵자들의 상태연구, 우주 생성과정에서 신성이나 초신성에서 일어나는 핵반응 연구, 중성자 핵자료 측정 연구, 초고선량률 중이온 이용 암치료 기술 개발을 위한 기초 연구 방안을 모색했다.

라온의 첫 실험에 대비해, 연구 주제와 연구방법 등에 대해 국내외 전문가들이 논의하는 자리도 마련됐다.

석‧박사과정‧박사후 과정의 30명 연구원들이 직접 진행하는 'Poster Session'에서는 유럽 CERN, 일본 RIKEN 등과의 공동연구 진행 상황 설명과 연구 과제화 방안도 다뤘다. 

논의된 과제는 해외 유수 가속기연구소와 공동으로 연구기획해 라온의 가동예정인 2021년 전후로 본격적인 실험이 개시된다. 

이번 워크숍에 앞서 지난 1‧2일 양일간 진행된 중이온가속기 국제자문위원회(IAC, International Advisory Committee) 활용분과위원회에서는 미국, 프랑스, 일본 등 7개국 10명의 위원들이 참가했다.

위원들은 라온 실험장치들의 구축 현황과 계획을 검토했다. 이어 실험장치 운영 시나리오 구성과 라온 활용연구 선정 관련 자문을 제공했다. 이를 토대로 사업단은 라온 활용장치개발을 가속화할 예정이다.

워크숍에 참석한 권혁준 과기부 국제과학비즈니스벨트조성추진단장은 "이번 워크숍은 라온 가동에 맞춰 최고 수준의 기초연구를 추진할 기반을 닦는데 기여할 것"이라며 "라온 활용연구에 전 세계 과학계와 긴밀히 협력하면서 우리의 연구역량을 강화해 미래 기초과학 강국으로 비상해갈 것으로 기대한다"고 말했다. 

'제 1회 라온 중이온가속기 활용연구자 국제워크숍'이 3일부터 5일까지 열린다.<사진=중이온가속기건설구축사업단 제공>'제 1회 라온 중이온가속기 활용연구자 국제워크숍'이 3일부터 5일까지 열린다.<사진=중이온가속기건설구축사업단 제공>
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