원자력연 가속기 전문가들, 중이온가속기 성공 구축에 힘 보탠다

원자력연 양성자과학연구단, 중이온가속기 핵심 장치 초전도가속관 연구개발 지원

기초과학연구원 중이온가속기건설구축산업단이 대덕특구에 구축중인 중이온가속기 저에너지 가속관. 사진제공=한국원자력연구원

한국원자력연구원 가속기 전문가들이 당초 계획보다 지연되고 있는 한국형 중이온가속기 ‘라온(RAON·Rare isotope Accelerator complex for ON-line experiments)’구축사업에 힘을 보탠다.

원자력연 양성자과학연구단은 중이온가속기에 적합한 초전도가속관을 공동개발하기 위해 14명의 가속기 전문 인력을 기초과학연구원 중이온가속기건설구축사업단에 파견했다고 25일 밝혔다.

파견 인력은 올해 12월까지 저에너지 초전도가속관의 성능시험을 수행하고 이와 별도로 포항가속기연구소와 함께 고에너지 초전도가속관의 대안설계를 수행할 예정이다.

양성자과학연구단은 국내 기술로 구축한 100 MeV 양성자가속기를 2013년부터 운영하고 있다. 최근 성능 확장을 위해 초전도가속관을 자체적으로 개발하고 있다.

중이온가속기 ‘라온’은 우라늄과 같은 무거운 원소를 이온화하고 가속해 표적물질에 충돌시켜 자연적으로 존재하지 않는 새로운 희귀 동위원소들을 만들어내는 첨단 대형연구시설이다.



전기저항이 없는 진공관 내부에 강력한 전기장을 형성시켜 양성자, 우라늄 등의 무거운 이온들을 가속하는 장치가 초전도가속관이다.

중이온사업단은 당초 고에너지 가속구간에 SSR(Single Spoke Resonator) 타입 초전도가속관을 구축할 예정이었다. 하지만 바큇살(spoke) 모양의 SSR 타입은 형태가 복잡해 제작과 설치가 어려워 중이온가속기 구축 지연에 가장 큰 원인으로 지적되고 있다.

반면 양성자과학연구단이 개발해온 HWR (Half Wave Resonator) 타입 초전도가속관은 해외에 성공적인 개발 사례가 있고 제작이 보다 용이해 SSR 타입의 대안설계로 주목받고 있다.

양성자과학연구단은 이번 초전도가속관 공동개발을 통해 중이온가속기의 성공적인 구축에 기여함과 동시에 GeV급 양성자가속기 기반 파쇄중성자원 구축에 필요한 핵심 가속기 기술도 확보할 수 있을 것으로 기대하고 있다.

원자력연 양성자과학연구단 김유종 단장은 “세계 최고 수준의 중이온가속기를 성공적으로 구축하기 위해 국내 가속기 커뮤니티가 지속적으로 협력해야 한다”며 “이를 계기로 국내 가속기 기술이 한 단계 더 발전하길 바란다”고 밝혔다.