중이온가속기 핵심장치 초전도 가속관 국산화 성공

세계 8번째 …비용 400억 절감 기대

기초과학연구원(IBS) 중이온가속기 건설구축사업단은 한국형 중이온가속기의 핵심 장치인 초전도 가속관을 개발했다고 5일 밝혔다.

국내 기술로 제작했고 국제 성능시험까지 최종 통과해 국산화하는데 성공했다. 이 기술을 확보한 건 미국, 캐나다, 독일, 일본, 프랑스, 이탈리아, 중국에 이어 세계 8번째다.

초전도 가속관은 전기에너지를 활용해 중이온을 빛의 속도(초속 30만㎞)에 근접하도록 가속시키는 원통형 진공관으로 초전도체인 나이오븀으로 만들어져 절도온도 0도(영하 273.1도)에서 전기저항 0이 되는 초전도 현상을 일으키는 중이온가속기의 핵심 장치다.

이번에 개발된 초전도 가속관은 중이온가속기에 설치되는 3개 유형의 가속기 중 저에너지 초전도선형가속기에 활용되는 것이다.

사업단이 2012년 5월부터 2013년 6월까지 가속관 설계를 마쳤고 국내 중소기업이 지난해 6월 시제품을 완성했다.

캐나다 국립입자핵물리연구소(TRIUMF)가 시제품 성능을 시험한 결과 가속관 성능 척도인 가속관 전기저항이 아주 낮게 도출됐고 가속 속도를 가늠하는 전기장 세기는 자체 설계기준 대비 1.6배 높은 성능을 달성했다.

지름 226㎜, 길이 1030㎜인 초전도 가속관은 중이온가속기의 저에너지 초전도선형가속기 구축에 120개가 사용되며 3개 유형의 가속기를 모두 만드는 데에는 450여 개가 소요된다.

초전도 가속관 제작 기술을 확보함에 따라 400억 원의 중이온가속기 구축 비용을 절감하는 동시에 국산화 제작에 참여한 국내 업체들이 유럽과 일본 등에서 추진하는 차세대 대형가속기 구축사업에 참여할 수 있는 가능성이 높아질 것으로 사업단은 기대하고 있다.

정순찬 사업단장은 “연말까지 나머지 2개 유형의 가속관뿐만 아니라 저온유지모듈, 고온초전도자석 등 핵심 장치에 대한 국내 개발을 추진해 국산화율 65% 이상을 달성할 계획”이라고 말했다.

세계 최고 수준의 희귀동위원소 빔을 생성하는 중이온가속기는 국제과학비즈니스벨트의 핵심 대형연구시설로 2021년까지 1조 4445억 원이 투입돼 신동지구에 95만 2000㎡ 규모로 건립된다.

창 길수 기자

창길수  

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