우리나라 중이온가속기 가동 첫발...빔 인출 시험 첫 성공

1조 5천억원 투입 IBS 중이온가속기 '라온' 저에너지 가속 모듈 전단부 시험

우리나라가 중이온가속기 가동을 위한 첫발을 똈다.

기초과학연구원(원장 노도영)은 중이온가속기연구소가 지난 7일 오후 3시 3분 중이온가속기 저에너지 가속구간 첫번째 빔 인출에 성공했다고 12일 밝혔다.

중이온가속기는 우라늄과 같이 무거운 중이온을 광속의 절반 정도로  빠르게 가속한 후 표적 물질에 충돌시켜 기존에 발견되지 않았거나 자연 상태에서 존재하지 않는 희귀동위원소를 생성하고 그 특성을 연구하는 대형 시설이다.

IBS 중이온가속기연구소 관계자들이 빔 인출 시험 성공 후 축하하고 있다. (사진=과기정통부)

우리나라 중이온가속기 '라온(RAON, Rare isotope Accelerator Complex for ON-line experiments)'은 2010년 개념 설계를 시작, 지난해 5월 시설 건설을 완료했다. 저에너지 구간 초전도 가속장치는 지난해 12월 설치를 마쳤다. 2011년부터 2022년까지 1조 5천183억원을 투입, 우리 기술로 설계제작했다.

세계 최초로 두 가지 동위원소 생성 방식인 ISOL(Isotope Separation On-Line)과 IF(In-flight Fragmanetation)을 결합하도록 설계돼 보다 다양한 희귀동위원소를 생성할 수 있다. ISOL은 가벼운 이온을 무거운 표적에 충돌시키는 방식, IF는 무거운 이온을 가벼운 표적에 충돌시키는 방식이다.

라온 ISOL IF 결합 방식 (자료=과기정통부)

이번에는 저에너지 가속장치의 총 54기 가속모듈 중 전단부 5기 가속모듈에 대해 빔 인출을 시범 실시했다. 내년 3월 저에너지 가속장치 시운전을 목표로 가속시험 구간을 단계적으로 늘여나간다.

빔 인출 시험 성공은 라온이 목표한 성능대로 작동되는지 확인하는 첫 관문을 통과한 것이라고 IBS는 설명했다. 극저온설비와 중앙제어장치 등 가속기 운영에 필요한 필수 제반 장치들과 연계한 성능도 확인했다는 의미도 있다.

2023년 가속장치와 연계된 희귀동위훤소 생성장치(ISOL)와 저에너지 구간 실험장치의 빔 시운전도 병행, 2024년부터 본격적인 빔 활용 연구가 진행되게 한다는 목표다.

다만 IF 방식이 가능한 고에너지 구간은 2025년까지 선행 연구를 마치고, 기간과 예산을 결정할 방침이다.

홍승우 중이온가속기연구소장은 "세계 최고 수준의 희귀동위원소 가속기로 가는 첫 단계 성공에 대해 연구소 직원의 노고에 감사하고 소장으로서 매우 뜻깊게 생각한다"라며 "내년 3월까지 단계적으로 진행되는 저에너지 전체 구간 빔 시운전도 계획대로 진행될 수 있도록 노력하겠다"고 밝혔다.