기초과학연구원(IBS) 중이온가속기건설구축사업단은 자체 개발한 온라인동위원소분리(ISOL:Isotope Separation On-Line) 장치로 중이온(Heavy ion) 빔을 인출하는 데 성공했다고 13일 밝혔다. 국내 첫 사례다.
ISOL은 두꺼운 표적에 양성자 빔을 충돌시켜 대전류 저에너지 동위원소빔을 생성하는 장치다. 사업단이 ISOL로 중이온 빔 인출을 성공시킬 수 있었던 이유는 레이저공명이온화기술(RILIS) 독자 개발에 성공했기 때문이다. RILIS는 레이저 광으로 특정 원소만 분리, 이온화하는 첨단 기술이다. 스위스, 캐나다, 일본 등 가속기 선진국 일부만 이 기술을 보유했다.
연구단은 “한국형 RILIS가 적용된 ISOL은 주석 중이온 빔 인출을 99% 이상 고순도로 완벽히 성공했다”며 “실제 한국형 중이온가속기가 구축되면 바로 적용 가능하다”고 설명했다.
정부는 국제과학비즈니스벨트 거점지구 내 2021년 완공을 목표로 핵심 대형기초연구시설을 구축 중이다. 한국형 중이온가속기는 이곳에 들어선다. 한국형 중이온가속기는 ISOL과 IF(In-flight Fragmentation) 방식을 동시 사용 가능한 형태로 개발된다. IF는 얇은 표적에 중이온 빔을 충돌시켜 소전류 고에너지 동위원소빔을 생성하는 시설이다. ISOL과 IF 방식을 동시 지원해 보다 넓은 범위의 희귀동위원소를 생성한다.
희귀동위원소 빔은 물질을 원자핵 수준에서 정밀 분석하는데 활용되며 기초과학, 신재료 개발, 의학, 생명공학 등 다양한 분야에 폭넓게 이용한다.
특히 RILIS로 생성된 고순도 희귀동위원소는 별의 폭발로부터 중원소가 어떻게 만들어졌는지 등 물질 근원을 규명하는데 필수적이다.
미래창조과학부는 “기술개발로 구축 중인 한국형 중이온가속기 ISOL 시스템이 성공적으로 구현될 가능성이 한층 높아졌다”며 “세계 최고수준 한국형 중이온가속기가 일정대로 차질 없이 완공될 것”이라고 말했다.
한주엽기자 powerusr@etnews.com
