한국형 중이온가속기 ‘라온’ 시운전 성공했다

1조 5000억 원이 투입돼 ‘단군 이래 최대 기초과학 프로젝트’로 불리는 한국형 중이온 가속기 ‘라온(RAON)’이 저에너지 전체 구간 빔 시운전을 완료했다.

과학기술정보통신부와 기초과학연구원 중이온가속기연구소는 "지난 23일 한국형 초전도 중이온 가속기 저에너지 전체 가속구간에 걸친 빔 시운전에 성공했다"고 29일 발표했다. 중이온 가속기는 무거운 원소(중이온)를 가속해 표적에 충돌시켜 새로운 희귀 동위원소를 만들고 물질의 특성을 연구하는 대형 연구시설로, 이 과정에서 우주와 원소의 기원, 별의 진화 등을 밝힐 실험적 데이터를 얻을 수 있다. 또 동위원소는 반도체, 2차전지, 항암 치료 등 산업 분야에도 활용할 수 있을 것으로 기대되고 있다.

라온은 2010년 개념 설계를 시작해 2021년 5월 가속기동과 극저온 설비 등 제반 시설건설을 완료했다. 이어 핵심장치인 초전도 가속장치를 2021년 12월에 구축했다. 이번 빔 시운전은 지난해 가속관 전단부(1/4파형 가속관 22기) 빔을 인출한 데 이어 올해 3월 후단부(1/2파형 가속관 102기)를 포함한 전체 초전도 가속관 124기 시운전을 진행한 것이다.

연구소는 초진공, 영하 270도 극저온 헬륨 냉각 상태를 유지하면서 전체 가속관 주파수와 빔 위상 제어를 통해 가속관별 고유 특성을 파악하는 등 운영 기술을 축적하는 과정을 거쳤고, 지난 23일 오전 11시 33분 가속기 전 구간에 대한 빔 가속과 인출에 성공했다. 이후 추가 실험을 통해 빔 에너지 17.6MeV/u 및 빔 전류 21.3마이크로암페어(㎂)에 도달했다.

이에 따라 라온은 사업 착수 13년 만에 1단계를 통과하게 됐다. 라온의 당초 완공 목표 시점은 2017년이었으나 기술 부족과 사업 운영 미숙 등을 이유로 4차례 계획이 변경됐다. 결국 2021년 전 구간 구축에서 어느 정도 완성된 저에너지 구간과 더 기술 확보가 필요한 고에너지 구간으로 나눠 2단계로 추진하는 방향으로 틀었다. 고에너지 구간 빔 인출은 2027년을 목표로 잡은 상태다.

노성열 기자