하재주 한국원자력연구원장이 기념사를 발표하고 있다

양성자 및 이온 빔을 이용한 미래 원천기술 개발과 입자빔 기반 산업 육성을 목표로 2002년부터 정부와 지자체가 협력해 구축한 양성자가속기연구센터가 가속기 기술 선진기관으로 도약하기 위한 본격 채비에 나선다.

한국원자력연구원은 5일 경주시 건천읍에 위치한 양성자가속기연구센터에서 김관용 경북도지사, 원광연 국가과학기술연구회 이사장, 최양식 경주시장 등 내·외빈 200여 명이 참석한 가운데 ‘양성자가속기연구센터 종합준공식’을 열었다.

양성자가속기연구센터는 2002년 정부의 양성자기반공학기술 개발사업으로 시작해, 2006년 경주시가 연구센터 부지를 제공하고 연구지원시설 건설에 착수하며 본궤도에 올랐다.

2012년 100 MeV 양성자가속기와 빔 라인 2기를 구축하는 한편, 가속기동, 수전설비동, 유틸리티동, 오폐수처리동, 안내동을 완공하고, 2015년 빔이용연구동, 2016년 숙소동, 그리고 올 2월 관리동까지 모든 연구지원시설을 완공했다.

부지면적 440,000㎡에 2개 연구시설과 6개 지원시설로 구성된 양성자가속기연구센터는 모든 시설을 완비하기까지 정부와 지자체가 전폭적으로 지원해 정부 예산 1,836억 원과 지자체 예산 1,182억 원이 투입됐다.

준공식 테이프 커팅식을 진행하고 있다(왼쪽 여섯 번째부터=배태민 국립중앙과학관장, 최양식 경주시장, 김장주 경상북도 행정부지사, 하재주 한국원자력연구원장, 원광연 국가과학기술연구회 이사장)

양성자가속기는 양성자를 빛의 속도(30만 km/초) 가까이 가속시키는 장치로, 가속된 양성자가 물질과 부딪힐 때 그 속도에 따라 물질의 성질을 변화시키거나 새로운 물질을 만들어내는 원리를 이용해 다양한 분야의 첨단 기술개발에 활용된다.

1keV(약 5백 km/초)로 가속된 양성자는 물질 표면의 원자 또는 분자를 떼어낼 수 있고, 100keV(약 5천 km/초)의 양성자는 물질 내부로 뚫고 들어가 물질의 성질을 바꿔버린다. 10MeV(약 5만 km/초)로 가속된 양성자는 원자핵과 반응해 새로운 원소를 생성하고, 100MeV(약 13만 km/초)에서는 무거운 원자핵을 쪼개는 파쇄반응으로 다양한 동위원소와 다량의 중성자를 만들어낸다.

1GeV(약 26만 km/초)에서는 원자핵 내의 양성자 또는 중성자와 반응해 다양한 소립자를 생성한다.

한국원자력연구원이 자체 기술로 개발한 양성자가속기는 미국, 일본에 이은 세계 3번째의 대용량 선형 양성자가속기로, 나노(나노입자 제조 및 가공), IT(고효율 전력반도체 소자 개발), 생명공학(신종 유전자원 개발), 우주 항공(내방사선 부품 개발), 의료(의료용 동위원소 생산) 등 다양한 연구개발 및 산업 분야에 활용이 가능하다.

양성자가속기연구센터의 주요 연구시설로 양성자가속기가 설치된 가속기동과 기체, 금속, 탄뎀 이온빔 장치가 설치된 빔이용연구동이 있다.

가속기동에는 국내 최초 100MeV 대용량 양성자가속기와 빔 라인이 구축돼있다. 수소 원자에서 전자를 떼어내고 남은 양성자를 고전압을 이용해 가속한 뒤 물질과 충돌시켜 물질의 구조와 특성을 변형시키는 장치다.

빔이용연구동에 있는 기체, 금속, 탄뎀 이온빔 장치는 물질 표면 특성 변화에 주로 사용되어, 금속 소재 내구성 향상, 기능성 고분자필름 제조, 자동차 내장재 광택 및 내광성 향상 등 중소기업이 필요로 하는 기술 개발에 이용되고 있다.

양성자가속기연구센터는 가속기 이용을 활성화하기 위해 2012년 양성자가속기이용자협의회를 발족하고, 2015년에는 산업체 R&D통합지원센터를 설립해 가속기 및 빔이용 저변을 확대해왔다.

아울러, 연구자 간 교류를 확대하기 위해 경북지역 연구기관 네트워크인 Scitech GB 포럼을 통해 연구협력도 추진하고 있으며, 동국대학교 경주캠퍼스와 학연 협동과정을 운영해 인력양성에도 힘쓰고 있다. 최근에는 경주 지역 특성에 맞는 문화재 분석에 활용하는 연구도 수행하고 있다.

지난해까지 40개 산업체, 177개 대학, 47개 연구기관 등 산·학·연 300여개 기관에서 2,500여명의 연구자가 양성자가속기와 이온빔 장치를 이용한 연구를 수행했다.

양성자가속기연구센터 종합준공식에 참석한 김관용 경북도지사는 축사에서 “양성자가속기연구센터가 포항 방사광가속기연구소와 가속기 클러스터를 형성해 국가는 물론 우리지역의 첨단신산업의 발전과 일자리 창출에 필요한 첨단과학기술을 창출하는 연구개발의 메카가 되길 기대한다”고 말했다.

원광연 국가과학기술연구회 이사장은 “양성자가속기연구센터는 미래첨단산업의 초석이 될 생명과학, 나노과학, 환경과학 등 다양한 과학 분야의 연구개발을 주도하는 입자빔 이용 연구개발 거점이 될 것으로 기대된다”고 밝혔다.