과학기술정보통신부(장관 이종호)와 기초과학연구원(IBS·원장 노도영) 중이온가속기연구소(연구소장 홍승우)는 23일 한국형 초전도 중이온 가속기 저에너지 전체 가속구간에 걸친 빔 시운전에 성공했다고 밝혔다.
한국형 초전도 중이온가속기(라온)는 국내 독자기술로 세계 최고 수준 초전도 중이온 가속기 구축을 위해 지난 2010년 개념 설계를 시작으로 1조5000여억원을 투입한 시설이다. 가속기동 및 극저온 설비 등 제반 시설을 2021년 5월에 완공했고, 핵심장치인 초전도 가속장치는 2021년 12월에 구축 완료한 국내 최대 기초과학 연구프로젝트다.
라온은 무거운 원소(중이온)를 가속해 표적에 충돌시켜 새로운 희귀 동위원소들을 생성하고, 이 과정에서 우주와 원소의 기원 및 별의 진화 과정을 밝힐 실험적 데이터를 획득한다. 반도체, 이차전지 및 항암치료 등 소재·의료분야 혁신 등 산업적 파급효과도 지대할 것으로 기대된다.
이번 빔 시운전은 작년 하반기 가속관 전단부(QWR 22기) 빔 인출에 이어, 금년 3월부터 진행한 후단부 가속관(HWR 102기)을 포함한 전체 초전도 가속관 124기 대한 것이다. 그간 연구소는 초진공, 극저온 헬륨 냉각(영하 270도 내외) 상태를 유지하면서 전체 가속관 최적의 가속 변수(파라미터)를 설정하는 등 노하우를 축적하는 과정을 거쳤다.
이러한 숙련 과정을 통해 23일 오전 11:33경 가속기 전 구간 빔 가속과 빔 인출에 성공했고, 이후 추가재현실험을 통해 빔 에너지 17.6MeV/u 도달에 성공했다.
24일 국내 가속기 전문가로 구성된 ‘전문가 회의’를 소집해 검토한 결과, 기술적 목표치들이 달성됐음을 현장 데이터로 확인했다. 초전도 가속기와 극저온시스템 및 중앙제어시스템 등 제반 장치·설비 건전성과 정합성 또한 확인했으며, 이들 결과를 26일 과기정통부 주관 ‘중이온가속기 사업추진위원회’를 통해 최종 확정했다.
과기정통부는 시운전 결과를 토대로 가속시스템에 대한 성능 최적화, 각종 실험장치들과 연계 시운전 및 가속기를 활용한 국내외 연구 제안서 선정 기준 마련 등 후속 절차를 차질 없이 진행해 2024년 하반기부터 본격적인 운영에 들어갈 계획이라고 밝혔다.
오태석 제1차관은 “금번 시운전 성공은 그간 막대한 국가 예산이 투입된 한국형 초전도 중이온 가속기의 주요 장치와 설비들의 목표 성능 구현과 정합성을 확인한 차원에서 그 의미가 크다고 밝히며, 앞으로 성능 최적화 과정을 거쳐 내년 하반기부터 창의적이고 선도적인 국제공동 연구가 이곳에서 활발히 펼쳐질 수 있도록 다양한 정책적 노력을 다하겠다”고 밝혔다.
김영준 기자 kyj85@etnews.com
