한국, 세계 세번째 4세대 방사광가속기 첫 시동

↑ 4세대 방사광가속기 전경. 사진 중앙에 좌우로 긴 건물이 가속관이다. <사진 = POSTECH>

우리나라가 미국, 일본에 이어 세계 세번째로 건설한 최첨단 4세대 방사광가속기가 첫 시동에 들어갔다.
미래창조과학부는 4세대 방사광가속기가 완공돼 종합 시운전을 시작했다고 18일 밝혔다. 방사광가속기는 빛의 속도로 가속한 전자에서 나오는 밝은 빛(방사광)으로 물질의 미세구조·현상을 관찰하는 거대 실험장치다.
미래부는 포항공과대학교(POSTECH)와 함께 총 사업비 4298억원 규모의 4세대 방사광가속기 구축사업을 2011년 4월에 시작해 지난해 말 건설을 완료했다.
지난해 10월부터 세부장치 테스트를 진행했으며 12일 방사선 발생장치 사용허가를 받았다. 14일부터 전자총(전자 발생·공급장치) 시운전을 시작한지 불과 이틀만에 설계 성능인 6MeV의 전자빔 발생에 성공했다. 이는 1.5V 전지 400만개에 맞먹는 에너지로 국내에선 가장 강력한 에너지다. 이 전자빔들은 가속관에서 10GeV로 가속돼 X-선 자유전자레이저빔을 생성하게 된다.
전자총은 국내기술로 설계·제작됐다. 4세대 방사광가속기 건설에는 300여개 국내기업이 참여해 핵심장치의 약 70%를 국산화했다.
4세대 방사광가속기는 태양빛의 1억배인 기존 3세대보다도 100억배 밝다. 10피코초(1조분의 1초)를 관찰할 수 있는 3세대에 비해 4세대는 펨토초(1000조분의 1초)를 관찰할 수 있다. 방사광가속기의 밝기가 클수록 훨씬 좁은 면적을 더욱 선명하게 관찰할 수 있다. 순간의 변화를 실시간으로 포착하려면 짧은 시간에 관찰할 수 있는 능력이 중요하다.
4세대 방사광가속기는 단분자 단백질이나 살아있는 세포의 움직임을 실시간으로 관측할 수 있어 신약개발에 활용할 수 있다. 신물질·신소재 분석을 통한 원천기술 확보도 가능하고 IT·반도체 소자산업, 의료분야 등 다양한 산업발전에 기여할 것으로 기대된다. 미래부와 POSTECH은 올해 12월에는 국제수준의 성능검증을 위해 4세대 방사광원 데모실험을 실시하고 2017년부터 본격적인 이용자 실험지원을 시작할 계획이다.
[이영욱 기자]