2021년 대전에 들어설 기초과학연구원(IBS) 중이온가속기 ‘라온’의 핵심 장치인 초전도 가속관을 국내 기술로 만드는 데 성공했다. 미국ㆍ캐나다 등에 이어 세계 8번째다.
IBS 중이온가속기 건설구축사업단(단장 정순찬)은 사업단이 설계하고 국내 기업이 제작한 초전도 가속관이 캐나다 국립입자핵물리연구소(TRIUMF)의 성능시험을 최종 통과했다고 5일 밝혔다.
초전도 가속관은 전기에너지를 이용해 중이온을 빛의 속도(초당 약 30만㎞)에 가깝게 가속하는 진공관이다. 초전도체인 나이오븀(Nb)으로 제작돼 절대온도 0도(-영하 273.15도)에서 전기저항이 ‘0’이 되는 초전도 현상이 나타나는 게 특징이다. ‘라온’에는 총 3개 타입의 가속기가 설치되는데 이번에 국산화에 성공한 것은 저에너지 초전도선형가속기(SCL1)에 쓰일 가속관(QWR)이다.
사업단은 캐나다에서의 성능실험 결과 가속관의 성능을 가늠하는 가속관 전기저항이 아주 낮게 나타났다고 밝혔다. 또 가속 속도를 가늠하는 전기장 세기도 자체설계 기준(영하 269도에서 m당 35MV)과 국제설계기준(영하 271도에서 m당 60MV)를 모두 웃돌았다고 덧붙였다.
사업단은 “초전도 가속관의 국산화로 가속기 건설비용 약 400억 원을 줄일 수 있을 것”이라고 전망했다. 사업단은 연말까지 다른 가속기 구축에 필요한 다른 타입의 가속관의 국산화도 추진할 계획이다.
중이온가속기는 양성자에서 우라늄까지 다양한 중이온을 가속시켜 물질구조를 바꾼 뒤, 희귀동위원소를 생성하는 시설이다. 한국이 건설할 ‘라온’은 세계 최초로 두 가지 동위원소 생성법을 결합한 가속기로 가속 에너지, 가속 출력 등이 세계 최고 수준이다.
김한별 기자 kim.hanbyul@joongang.co.kr
