중이온가속기 2번째 시험가동 성공…2024년부터 본격 운영

대전 소재 중이온가속기 연구소 전경. 중이온가속기 연구소 제공

우주의 비밀을 밝히고 신약 개발과 성능 좋은 배터리 등을 만드는 데 쓰이는 기초연구시설인 ‘중이온 가속기’의 추가 시험가동이 성공했다. 지난 10월에 이은 2번째 성공으로, 과기정통부는 내년까지 시험 가동을 마치고 2024년부터 본격 운영에 들어간다는 계획이다.

과학기술정보통신부와 기초과학연구원 중이온가속기연구소는 지난 16일 오후 5시쯤 중이온가속기 ‘라온’의 저에너지 전단부 가속구간에서 빔 인출 시험을 성공시켰다고 19일 밝혔다.

중이온 가속기는 중이온을 전기의 힘으로 빛의 속도(초속 30만㎞)의 절반까지 밀어붙이는 장비다. 가벼운 이온을 우라늄 같은 무거운 표적에, 또는 무거운 이온을 탄소 같은 가벼운 표적에 충돌시킨다. 이렇게 하면 아직 지구상에서는 알려지지 않은 희귀 동위원소를 만들 수 있다.

희귀 동위원소를 이용하면 우주에 있지만 실체를 현재로서는 알 수 없는 ‘암흑물질’의 기원을 규명할 수 있다. 손실이 없는 전기 저장시설도 개발할 수 있다. 전에 없던 새 품종의 작물을 고안하거나 이산화탄소를 크게 줄이는 물질도 만들 수 있다고 전문가들은 말한다.

한국의 중이온 가속기의 저에너지 가속장치는 전단부 가속장치(QWR) 22기, 후단부 가속장치(HWR) 32기로 구성돼 있다. 지난해 12월에 구축이 완료됐다.

이번 빔 인출 시험은 지난 10월7일 저에너지 QWR 5기에 대한 첫 빔 인출 시험에 이어 저에너지 가속장치 중 QWR 22기 전체를 대상으로 실시된 것이다. 중이온을 출발시키는 장치인 ‘입사기’에서 0.5MeV/u(입자당 메가일렉트론볼트)로 초기 가속된 아르곤 빔이 QWR 1기부터 22기까지 속도가 붙어 가속에너지 2.47MeV/u를 달성했다. eV/u는 가속되는 입자의 핵자당 에너지를 뜻한다.

과기정통부와 중이온가속기연구소는 내년 3월까지 저에너지 전체 구간에 대한 빔 시운전을 완료하고, 2024년부터 과학자들의 연구활동을 지원하는 본격적인 장치 이용 서비스를 제공할 계획이라고 밝혔다.

이정호 기자 run@kyunghyang.com