원자력연, 선형가속기 개발…고성능 반도체 소재 등 활용 기대
국내 연구진이 원자를 구성하는 양성자를 빛의 속도의 절반 가까이 가속시켜 전력반도체 생산, 나노입자 제조, 방사성 동위원소 생산 등에 이용하는 대용량 선형 양성자가속기 개발에 성공했다. 초당 12경개의 수소 양성자를 가속시키는 대용량 가속기로, 미국, 일본에 이어 세계 세번째 개발이다.
한국원자력연구원 양성자기술개발사업단(단장 최병호)은 2002년부터 8년여간 연구해온 대용량 선형 양성자가속기 개발에 성공했다고 19일 밝혔다. 가속기는 올해 11월부터 현재 건설중인 경주시 건천읍 양성자가속기연구센터에 설치돼 2012년 하반기 중 시험운영을 거쳐 2013년부터 정식 가동될 예정이다.
개발된 양성자가속기는 물을 원료로 해 물 속 수소에서 분리한 양성자를 1억전자볼트(100MeV)의 전기에너지로 가속시킴으로써, 초당 12경개(20㎃(밀리암페어) 양성자빔)의 양성자를 빛의 속도의 43%(초속 13㎞)로 가속시키는 장치다. 가속된 양성자는 반도체 등 물질 속을 파고 들어가 물질의 성질을 바꿔놓아 다양한 산업적 용도로 쓰일 수 있다. 고효율 전력반도체, 고성능 반도체 소재, 생분해성 플라스틱, 나노입자, 의료용 동위원소 등의 생산에 활용된다. 특히 초당 12경개라는 대용량 양성자를 가속시킬 수 있어 대량 생산이 필요한 산업 용도에 적합하다.
양성자기술개발사업단은 2002년부터 연구에 착수, 1억전자볼트급 가속기의 5분의1 수준인 2000만전자볼트 가속기 개발을 완료하고 이미 2007년부터 대전시 유성구 원자력연구원 내에 설치해 3년간 시험운영을 해왔다. 최근 가속에너지를 1억전자볼트로 높일 수 있는 가속장치 개발을 완료했다. 개발된 가속기는 기존에 가동 중인 가속기에 연결돼 운영된다.
이번 가속기 개발은 비츠로테크, 미래와도전 등 14개 산업체와 경북대, 서울대, 포스텍 등 4개 대학, 포항가속기연구소 등 2개 연구기관 등 총 21개 기관이 참여해 이뤄낸 성과다. 교과부와 경주시가 총 3000억원의 예산을 투입했다.
최병호 단장은 "가속기는 20밀리암페어의 대전류 양성자빔을 가속시켜 초당 12경개의 양성자를 가속시킴으로써 산업적인 용도에 바로 쓸 수 있게 하는 데 초점을 뒀다"며 "전력반도체와 나노입자 관련 기업들이 2013년 가속기 가동에 맞춰 신사업을 추진하고 있다"고 말했다. 이어 "양성자가속기를 단일 용도가 아니라 여러 이용자들이 동시에 여러 용도로 쓸 수 있게 제공하는 것은 우리나라가 세계 최초"라고 강조했다.
안경애기자 naturean@
◇ 사진설명 : 초당 12경개의 양성자를 가속할 수 있는 양성자가속기가 국내 연구진에 의해 개발 완료됐다. 양성자가속기 핵심인 선형가속기를 개발 중인 연구원들.
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한국원자력연구원 양성자기술개발사업단(단장 최병호)은 2002년부터 8년여간 연구해온 대용량 선형 양성자가속기 개발에 성공했다고 19일 밝혔다. 가속기는 올해 11월부터 현재 건설중인 경주시 건천읍 양성자가속기연구센터에 설치돼 2012년 하반기 중 시험운영을 거쳐 2013년부터 정식 가동될 예정이다.
개발된 양성자가속기는 물을 원료로 해 물 속 수소에서 분리한 양성자를 1억전자볼트(100MeV)의 전기에너지로 가속시킴으로써, 초당 12경개(20㎃(밀리암페어) 양성자빔)의 양성자를 빛의 속도의 43%(초속 13㎞)로 가속시키는 장치다. 가속된 양성자는 반도체 등 물질 속을 파고 들어가 물질의 성질을 바꿔놓아 다양한 산업적 용도로 쓰일 수 있다. 고효율 전력반도체, 고성능 반도체 소재, 생분해성 플라스틱, 나노입자, 의료용 동위원소 등의 생산에 활용된다. 특히 초당 12경개라는 대용량 양성자를 가속시킬 수 있어 대량 생산이 필요한 산업 용도에 적합하다.
양성자기술개발사업단은 2002년부터 연구에 착수, 1억전자볼트급 가속기의 5분의1 수준인 2000만전자볼트 가속기 개발을 완료하고 이미 2007년부터 대전시 유성구 원자력연구원 내에 설치해 3년간 시험운영을 해왔다. 최근 가속에너지를 1억전자볼트로 높일 수 있는 가속장치 개발을 완료했다. 개발된 가속기는 기존에 가동 중인 가속기에 연결돼 운영된다.
이번 가속기 개발은 비츠로테크, 미래와도전 등 14개 산업체와 경북대, 서울대, 포스텍 등 4개 대학, 포항가속기연구소 등 2개 연구기관 등 총 21개 기관이 참여해 이뤄낸 성과다. 교과부와 경주시가 총 3000억원의 예산을 투입했다.
최병호 단장은 "가속기는 20밀리암페어의 대전류 양성자빔을 가속시켜 초당 12경개의 양성자를 가속시킴으로써 산업적인 용도에 바로 쓸 수 있게 하는 데 초점을 뒀다"며 "전력반도체와 나노입자 관련 기업들이 2013년 가속기 가동에 맞춰 신사업을 추진하고 있다"고 말했다. 이어 "양성자가속기를 단일 용도가 아니라 여러 이용자들이 동시에 여러 용도로 쓸 수 있게 제공하는 것은 우리나라가 세계 최초"라고 강조했다.
안경애기자 naturean@
◇ 사진설명 : 초당 12경개의 양성자를 가속할 수 있는 양성자가속기가 국내 연구진에 의해 개발 완료됐다. 양성자가속기 핵심인 선형가속기를 개발 중인 연구원들.
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