미래창조과학부는 새해부터 대형가속기 핵심부품을 개발해 상용화한다고 22일 밝혔다. 세계 3번째로 건설한 4세대 방사광가속기에 적용할 최첨단 나노·펨토초 현상 관측 실험기법을 개발하는 ‘가속기 핵심기술개발사업’을 신규로 시행한다.
방사광가속기는 빛의 속도로 가속한 전자에서 나오는 방사광(햇빛의 1억배 이상)으로 물질의 미세구조와 현상을 관찰하는 거대 실험장치다. 전 세계 30여기가 가동 중이다.
미래부는 가속기 핵심장치인 클라이스트론 상용화와 펨토초 X-선 동역학 실험기법 개발에 각각 연간 5억원의 연구개발비를 3년간 지원할 계획이다. 새해 1월 28일까지 주관연구기관을 공모한다.
가속기는 기본입자를 빛의 속도로 가속해 목표물질을 타격한다. 부수적으로 발생하는 빛을 활용해 물질의 구조와 현상을 관측하는 첨단 연구장치다. 기초연구에서 생명과학, 의학, 핵공학, 재료공학, 나노산업, 방위산업 등 다양한 분야에 폭넓게 쓰인다.
우리나라는 그동안 방사광가속기, 양성자가속기 등 대형가속기를 구축하고 운영해 상당한 수준의 기술 확보와 부품 국산화를 달성했다. 그러나 아직 일부 핵심부품은 해외수입에 의존하고 있다. 올해 말 미국, 일본에 이어 세계 3번째로 완공되는 최첨단 4세대 방사광가속기를 활용하기 위한 실험기법은 전 세계적으로 개발 초기단계로 국내 연구자들의 새로운 연구영역 개척을 지원하기 위한 첨단 실험기법 개발이 시급한 상황이다.
미래부는 국내·외 수요와 향후 부가가치, 성공 가능성, 수입대체와 운영비 절감 효과 등이 큰 5개 가속기 핵심장치 관련 기술을 개발해 상용화할 계획이다. 첫해인 내년에는 ‘클라이스트론’ 개발에 착수한다. 클라이스트론은 가속기 핵심장치인 고주파 발생장치로 포스텍은 현재 전량 일본(도시바)에서 수입하고 있다.
기술력 있는 산업체가 주관하고, 20여년간 가속기를 운영해 온 포스텍의 노하우를 활용해 설계, 수리·시험기술 개발, 시제품 제작과 생산기반 마련 등 클라이스트론을 상용화할 계획이다.
올해 말 건설을 완료하고 내년부터 시운전에 들어가는 세계 최첨단 4세대 방사광가속기를 여러 분야에 폭넓게 활용하기 위해 4세대 가속기에 적용할 ‘펨토초 X-선 동역학 실험기법’을 개발한다. 4세대 방사광원은 기존 3세대 보다 100억배 이상 밝은 빛과 1000분의 1의 짧은 펄스로 물질의 미세구조와 현상을 나노·펨토초 단위까지 관측할 수 있다. 그러나 관련 실험기법은 4세대를 보유한 미국과 일본 등이 이제 막 초기단계 측정기법을 개발, 발전시키는 중이다.
2017년부터는 국내 연구자들이 4세대 방사광원을 이용해서 극미세 공간에서 펨토초에 일어나는 세포활동, 단백질 구조변화, 화학촉매 반응 등을 실시간 관찰·측정하는 것이 가능해진다. 미래부는 우리나라가 과학기술 탐구영역을 선도적으로 개척할 수 있을 것으로 전망했다.
송혜영기자 hybrid@etnews.com
