방사광가속기 가동 눈앞에

한나라의 과학기술 수준을 가늠케 하는 기준잣대가 되는 방사광가속기가 준공을 앞두고 마무리작업이 한창이다.

특히 7일 개최되는 포항방사광 가속기 준공식에는 대통령이 참석할 것으로알려져 국내 최초의 방사광가속기가 갖는 중요성을 더욱 부각시키고 있다.

방사광가속기는 전자를 인공적으로 빛의 속도와 비슷한 속도로 가속시켜 높은 에너지(20억 전자볼트)를 가진 강력한 빛을 만들어 냄으로써 이 빛을 이용해 원자 및 분자의 구조를 규명하고 물체의 표면특성 등을 파악할 수 있는첨단과학기술연구에 반드시 필요한 핵심설비이다.

즉 눈으로 볼 수 있는 적외선등 가시광선에서 부터 눈으로는 볼 수 없는 자외선 및 X선등 다양한 파장의 빛을 종류별로 분리해 이용목적에 맞도록 쓸수있는 장비인 셈이다.

따라서 방사광은 기초과학분야에서는 결정 및 비결정체의 구조분석, 단백질 및 생체구조의 연구, 초미량 화학분석, 촉매반응 연구에 이용되며 산업계에 서는 1기가 D램 이상의 초고집적회로의 제작, 고온 초전도체 및 고온세라믹 등 신소재 개발, 마이크로머신제작등 전 분야에 폭넓게 활용될 수 있다.

현재 선진국들은 방사광가속기를 과학기술투자의 최우선 순위에 두고 앞다퉈방사광가속기의 건설에 나서고 있으며 현재 포항방사광가속기와 같이 기존의방사광가속기보다 방사광의 특성을 강화해 기존 방사광가속기에서 나오는 빛보다 1만배에서 최대 1억배이상으로 빛의 밝기를 높일 수 있는 제3세대형 방 사광가속기를 보유하고 있는 국가는 유럽연합, 미국, 대만, 이탈리아 등 5개 국에 지나지 않는다.

이밖에 미국이 별도로 70억전자볼트의 에너지를 갖는 3세대형 방사광가속기 를 오는 96년 완공을 목표로 건설하고 있으며 일본이 세계 최대규모인 80억 전자볼트의 3세대형 방사광가속기를 당초 계획인 98년에서 2년 앞당긴 96년 완공을 목표로 건설을 서두르고 있다.

준공을 앞둔 포항방사광가속기(PLS:Po-hang Light Sour-ce)는 지난 88년 4월 부터 설계에 착수해 정부 5백96억원, 포항제철이 8백64억원등 총 1천5백억원 이 투입됐으며 전자를 발생시켜 이를 가속시키는 길이 1백50m의 선형가속기 와 지름 88m에 둘레가 2백80m인 원형상태의 저장링으로 구성돼 있다.

선형가속기에서 빛의 속도로 가속된 전자는 초진공상태의 저장링을 1초에 1백만번을 돌게 되며 이때 전자의 방향이 흐트러지지 않고 원을 돌 수 있도록전자석이 전자가 흐르는 관을 둘러싸고 있다.

방사성가속기의 원리는 바로 직진하는 전자의 운동방향을 전자석에 의해 원형을 그리도록 바꿔주게 되면 원의 접선방향으로 튀어나오는 일부 전자의 에너지를 각 용도에 맞게 분리해 이용할 수 있도록 하는 것이다.

<그림참조>이에 따라 포항광가속기의 저장링 주위에는 튀어나오는 전자의 에너지를 저장링 밖으로 끌어내는 36개의 관이 설치되며 관의 끝에 각 연구실 이 설치돼 여러가지 연구를 수행하게 된다.

또 36개의 관은 평균 2~3개 정도의 가지를 칠 수 있기 때문에 포항방사광가 속기에는 총 60개의 별도 연구실이 설치돼 한꺼번에 60개의 연구과제를 수행 할 수 있게 된다.

그러나 7일 준공식에 이어 가동에 들어가는 포항방사광가속기는 현재 X선과 자외선을 끌어내는 2개의 관만 설치돼 있기 때문에 36개의 관이 완공되는 내년 8월 이전까지는 X선과 자외선을 이용한 연구만을 수행할 수 밖에 없을 것으로 보인다.

이번 포항방사광가속기의 준공으로 우리나라는 기존의 광원으로는 수행이 불가능했던 첨단연구가 가능케돼 과학기술의 비약적인 발전을 가져올 수 있을것으로 기대되고 있다.

방사광을 물질과학연구에 활용할 경우 기존 X선 광원으로 24시간 걸리던 분석처리속도를 2~3초내로 단축시킬 수 있으며 10억분의 1의 미량원소까지도측정이 가능하며 살아있는 생물체의 유전자지도를 단시간내에 그릴 수 있는가하면 1백만분의 1초사이의 화학적.물리적 변화까지도 순간포착이 가능하다는것이다. 이같은 기초과학 및 응용과학은 물론 초고밀도 집적회로제작, 고온초전도체및 파인세라믹 개발, 재료의 표면분석 및 비파괴분석, 암진단과 치료, 신약 개발등 산업체에서도 직접 활용할 수 있어 첨단산업발전에도 획기적인 계기를 제공해 줄 것으로 예상되고 있다.

실제 반도체생산업체인 금성일렉트론의 경우 초고집적반도체개발 및 생산을 위해 1개의 라인빔을 이용하겠다는 신청서를 제출한 것으로 알려졌다.

그러나 포항방사광가속기 준공이 갖는 의미는 이같은 앞으로의 활용기대 뿐아니라 7년여의 건설기간에서 축적된 기술적 노하우 자체만으로도 국내 과학 기술 수준을 한단계 높이는 계기가 됐다는데서 더 큰 의의를 찾을 수 있다고안내를 맡은 고인수 포항가속기연구소 선형가속기개발단 운전실장은 밝힌다.

기존 진공기술을 1천배 이상 높인 10억분의 1기압의 초고진공기술을 비롯 1천분의 1 mm의 초정밀가공기술, 향후 자기부상열차에 활용할 수 있는 초정밀 전자석 및 전원공급기술, 1천분의 3도 이하의 각도를 교정할 수 있는 초정밀 측정기술등이 이번 방사광가속기를 건설하면서 자체기술로 실현한 대표적인 기술들이다. 그러나 포항방사광가속기 관계자들은 준공의 기쁨과 동시에 향후 방사광가속 기운영에 따른 운영비를 확보치 못하고 있다는 걱정을 안고 있어 그야말로희비가 엇갈리고 있다.

매년 1백20억원씩 소요되는 운영비중 2백여명에 달하는 운영요원들의 연간인건비 30여억원에 대한 지원이 오는 98년부터 중단되기 때문이다.

이동영 포항가속기연구소장은 "현재 가속기연구요원들이 포항공대 소속으로돼있기 때문에 정부로부터의 지원이 이루어지지 않고 있다"며 방사광가속기가 포항공대 라는 특정대학의 재산이 아닌 국가의 기반시설이라는 점을 감안해 정부가 이 시설을 맡아 전적으로 운영을 전담하거나 아니면 포항제철이97 년까지 지급하겠다는 운영요원들에 대한 인건비를 98년부터는 정부가 지원하는 방안이 조속히 마련돼야 할 것"이라고 밝혔다. <포항=양승욱 기자>