정부가 과학비즈니스벨트에 중이온가속기를 설치하겠다고 발표하자 중이온가속기에 대한 관심이 높아지고 있다.

중이온가속기는 핵물리, 천체물리, 원자력, 생물, 의학, 원자 및 고체물리 등 다양한 과학기술 분야에서 사용되는 다목적 연구 기반시설이다.

세계 최고 성능의 중이온가속기는 해외 석학 유치의 구심점이자 첨단 과학비즈니스 도시의 상징적 아이콘이다. 노벨 물리학상 중 약 20퍼센트가 대형 가속기와 관련이 있어 세계 각국은 다양한 기초과학 및 원천 기술에 이용되는 대형 가속기 설치에 힘을 쏟고 있다. 현재 전 세계에는 10여 기의 대형 가속기가 운영 또는 건설 중이며, 그중 중이온가속기는 5기 안팎에 불과한 실정이다.

2015년까지 4천6백억원을 들여 과학비즈니스벨트에 건설될 중이온가속기 ‘KoRIA(Korea Rare Isotope Accelerator)’는 에너지 2백 메가전자볼트(MeV)로 중이온가속기 중에서는 세계 최고 수준이다. 부대 연구시설을 포함할 경우 웬만한 축구경기장의 몇 배 이상 되는 면적을 차지해 국내에서는 유례를 찾아보기 힘든 거대 과학 프로젝트가 될 것이다.
 

중이온가속기는 수소에서 우라늄까지 다양한 이온과 불안정한 핵종을 고에너지로 가속시켜 다른 원자핵에 충돌시킴으로써 원자 이하 크기의 펨토(1천조분의 1미터) 세계를 연구하는 거대 과학장비다. 이를 통해 원자핵이나 소립자(물질의 가장 작은 단위)를 관찰하거나 새로운 입자를 만들 수 있다.

중이온가속기는 원자력 에너지 이용을 크게 확대할 수 있다. 그동안 폐기물 처리 문제 등으로 국내 원자력 에너지 이용률이 전체 전력생산량의 약 40퍼센트에 그쳤지만, 중이온가속기를 이용해 관련 연구를 진행할 경우 폐기물 발생을 현저히 줄일 수 있다. 또 중이온가속기를 통한 연구 결과로 다양한 핵자료가 지원되면 원자력 에너지 연구와 활용에서 세계 우위를 점할 수 있다.






 

또 가속기 운용으로 발생하는 중이온 빔은 X선 등 방사선 이후 가장 혁신적인 암 치료 기능을 가진 것으로 인정받고 있다. 환부에 최소 오차 이내로 발사할 수 있어 주변 조직이 손상되는 것을 막고 미세하고 정확한 시술이 가능하기 때문이다.

과학벨트에 설치될 KoRIA는 첫 번째 가속으로 만들어진 초단수명(超短壽命) 동위원소(원자번호는 같으나 질량수가 다른 원소) 빔을 다시 가속해 매우 희귀한 동위원소를 만들 수 있다. 외국의 중이온가속기보다 새로운 입자를 만들어낼 확률이 높은 것이다.

따라서 KoRIA가 설치되면 국내외 최고 두뇌들이 가속기를 통한 연구를 위해 모여들 것으로 기대된다. 지난해 8월에 열린 ‘중이온가속기 국제 워크숍’에는 가속기 연구로 유명한 국내외 석학들이 참여해 KoRIA에 많은 관심을 표시했다.

가속기와 같은 최첨단 연구시설을 우리 기술로 만든다는 것 자체도 고무적인 일이다. 가속기 건설에는 초전도, 진공, 초정밀 센서, 무선주파수(RF) 기술, 다양한 컴퓨터 기술 등이 필요하기 때문에 가히 최첨단 기술의 집합체라고 할 수 있다. 따라서 KoRIA를 건설하고 운영하는 과정에서 관련 기술의 개발과 연관 산업의 육성이 이뤄지게 된다.

한양대 원자력공학과 김용균 교수는 “KoRIA 건설은 그동안 가속기가 있는 외국에 나가서 연구를 해야만 했던 국내 과학도들이 꿈꿔오던 일”이라며 “가속기를 통한 다양한 기초과학 연구는 한국의 과학적 위상을 높이고 미래 성장동력을 창출하는 데 기여하게 될 것”이라며 기대감을 나타냈다.

글·이혜련 기자