한국 과학계 ‘꿈의 장비’ 언론에 내부시설 공개

올해 1단계 사업이 마무리된 중이온 가속기가 지난달 첫 중이온 가속 시험에 성공했다. 2011년 사업에 착수한 지 11년 만이다. 

총 1조5183억원이 투입돼 ‘단군 이래 최대 과학 사업’으로 꼽히는 중(重)이온 가속기 내부가 언론에 처음으로 공개됐다. 수소보다 무거운 이온을 광속(초속 30만㎞)의 50% 수준으로 가속한 뒤 표적(우라늄 등)에 충돌시켜 다양한 희귀동위원소를 생성시키고 그 특성을 연구하는 대형 연구 시설이다. 희귀동위원소는 자연 상태에서 존재하지 않는, 수명이 짧고 희귀한 입자로 물질과 우주 생성의 원리를 규명하거나, 반도체·디스플레이·철강·자동차용 첨단 신소재 개발에 쓰인다. 인체 노화 분석과 암 치료에도 활용된다. 이를 만들어내는 중이온 가속기가 ‘꿈의 장비’로 불리는 이유다. 이번 공개에 앞서 중이온 가속기는 사업 착수 11년 만인 지난달 처음으로 시험 가동에 성공했고 앞으로 첫 희귀동위원소를 만들어낼 계획이다. 현재 세계에서 중이온 가속기를 운영·구축 중인 나라는 8국뿐이다.

◇중이온 첫 가속 시험 성공… “1단 기어로 시운전한 것”

지난 15일 대전광역시 유성구 기초과학원 산하 중이온 가속기 연구소로 들어서자 축구장 137개 면적에 이르는 95만2066㎡ 부지가 펼쳐졌다. 이곳 건물 11동(연면적 11만6298㎡) 가운데 일부가 중이온 가속기가 설치된 가속기동(棟)이다. 가속기동은 길이 550m에 연면적(7만7636㎡)은 축구장 11개와 맞먹는다. 건물 10m 아래 지하에 터널처럼 긴 공간에 길이 100여m의 중이온 가속기가 들어서 있었다. 중이온 빔(beam)을 생성해 보내는 입사기, 영하 268도 이하 초전도 상태를 유지하면서 중이온 빔을 가속시키는 초전도 선형가속기가 연결돼 늘어서 있었다.

라온(RAON)으로 명명된 중이온 가속기는 지난달 18.5MeV 이하 저에너지 구간에서 중이온을 광속의 10분의 1 수준으로 가속하는 데 성공했다. 과기정통부는 “정상 작동 여부를 확인하는 첫 관문을 통과한 것”이라며 “자동차에 비유하면 1단 기어로 저속 주행 시험에 성공한 것으로 볼 수 있다”고 밝혔다.

◇기초 과학에서 첨단까지 광범위하게 활용 가능

중이온 가속기는 기초 과학 연구뿐만 아니라 의료용 동위원소 생성과 신소재 개발 같은 첨단 과학까지 광범위하게 쓰여, 과학기술 선진국을 가늠하는 지표로 알려져 있다. 기초과학연구원은 첫 시험 가동에 이어 중이온가속기로 한국 과학사 최초의 희귀동위원소 생성을 시도한다.