미래부, 최첨단 가속기 핵심기술 개발 착수

미래창조과학부가 2016년부터 대형가속기 핵심부품을 개발해 상용화할 계획이다. 아울러 세계 3번째로 건설한 4세대 방사광가속기에 적용할 최첨단 나노·펨토초 현상 관측 실험기법을 개발하는 ‘가속기 핵심기술개발사업’을 신규로 시행한다고 22일 밝혔다.
방사광가속기는 빛의 속도로 가속한 전자에서 나오는 햇빛의 1억배 이상의 방사광으로 물질의 미세구조·현상을 관찰하는 거대 실험장치다. 전 세계에서 30여기가 가동 중에 있다.
미래부는 가속기 핵심장치인 클라이스트론 상용화와 펨토초(1000조분의 1초) X-선 동역학 실험기법 개발에 각각 연간 5억원의 연구개발비를 3년 간 지원할 계획으로 내년 1월 28일까지 주관 연구기관을 공모한다.
가속기는 기본입자를 빛의 속도로 가속해 목표물질을 타격하거나 부수적으로 발생하는 빛을 활용해 물질의 구조·현상을 관측하는 첨단연구장치다. 기초연구에서 생명과학, 의학, 핵공학, 재료공학, 나노산업, 방위산업 등 다양한 분야에 폭넓게 쓰이고 있다.
우리나라는 그동안 방사광가속기, 양성자가속기 등 대형가속기 구축·운영을 통해 상당한 기술수준을 확보했지만 일부 핵심부품은 아직 수집에 의존하고 있다.
미래부는 국내외 수요와 향후 부가가치, 성공가능성, 수입대체 및 운영비 절감 효과 등이 큰 5개 가속기 핵심장치 관련 기술을 개발해 상용화할 예정이다. 우선 ‘클라이스트론’ 개발에 착수한다. 클라이스트론은 가속기 핵심장치인 고주파 발생장치로 포스텍은 본교에 설치된 가속기에 일본 도시바의 수입품을 전량 사용하고 있다.
정부는 가격을 해외수입 대비 80% 이하로 낮춰 정부가 지원하는 운영예산을 절감하고 지속적인 기술개발과 성능향상을 통해 해외 가속기 시장 진출도 도모할 계획이다.
정부는 향후 빔진단 장치, 이온용 선형가속관, 초전도 삽입장치 등 가속기 핵심부품 5개를 상용화 할 경우 연간 약 180억원의 수입대체 효과가 발생하고 운영비도 약 67억원 절감할 것으로 추산하고 있다.
올해 말 건설 완료, 내년부터 시운전에 들어가는 세계 최첨단 4세대 방사광가속기를 여러 분야에 활용하기 위해 4세대 가속기에 적용할 ‘펨토초 X-선 동역학 실험기법’도 개발하개 된다.
4세대 방사광원은 기존 3세대보다 100억배 이상 밝은 빛과 1000분의 1 짧은 펄스로 물질의 미세구조와 현상을 나노·펨토초 단위까지 관측 가능하다. 미래부는 쳄포토 시간분해·이미징·분광 측정 기술을 개발해 4세대 방사광가속기를 활용하고자 하는 국내 산학연 연구자들에게 제공할 계획이다.
이에 따라 2017년부터는 국내 연구자들에 4세대 방사광원을 이용해 극미세 공간에서 펨토초에 일어나는 세포활동, 단백질 구조변화, 화학촉매 반응 등을 실시간 관찰·측정하는 것이 가능해질 전망이다.
[이영욱 기자]