한국원자력연구원(원장 박원석) 양성자과학연구단(단장 김유종)이 운영하는 100MeV 양성자가속기의 활용도를 높이기 위해 추진하는 양성자가속기 성능 확장 방안이 구체화되고 있다.

양성자과학연구단은 지난 22일 대전에서 포스텍/포항가속기연구소 남궁원·조무현 명예교수, 단국대 노승정 교수(양성자가속기이용자협의회장)·문주현 교수, 한국천문연구원/UST 황정아 교수, 큐알티㈜ 정성수 연구소장, 산·학·연 전문가, 과기정통부와 경북도 공무원 등 20여 명이 참석한 가운데 ‘양성자가속기 성능 확장 전문가 간담회’를 실시했다.

이날 간담회는 양성자가속기 활용도를 높이기 위해 성능 확장과 가속기 방식에 대한 전문가들의 의견을 수렴하는 자리가 됐다.

이날 전문가들은 반도체, 우주부품, 백신·신약 개발 등 첨단과학기술 분야에서 해외시설에 의존하지 않고 독자적인 연구를 수행하기 위해서는, 국내에서도 GeV급 고에너지 양성자가속기 기반 펄스형 고출력 중성자원의 긴급한 구축이 요구된다고 뜻을 모았다.

또 펄스형 고출력 중성자원 구축을 위한 양성자가속기 1단계 성능 확장을 위해서는 최소한 500MeV급 이상의 원형가속기 방식의 성능확장이 필요하다고 권고했다.

500MeV급 이상의 양성자가속기가 구축되면 △6세대 이동통신(6G)용 저궤도 인공위성, 미래자동차(자율주행차·플라잉카·드론택시) 등에 사용되는 반도체·전자장비의 대기·우주 방사선 영향평가 △에너지 소재(이차전지·연료전지) 개발 △백신 및 신약 개발 △우주부품 등 극한환경소재 개발 등에 활용될 것으로 예상된다.

김유종 양성자과학연구단장은 “이번 간담회를 통해 다양한 응용분야를 지원할 수 있는 500 MeV급 이상의 원형가속기 방식의 양성자가속기 성능 확장이 필요함을 확인했다”며, “계획을 잘 수립해 GeV급 고에너지 양성자가속기 기반 펄스형 고출력 중성자원을 구축해 나갈 것”이라고 말했다.

한편 양성자가속기는 반도체·우주부품 등의 방사선 영향평가에 쓰여지는 등 최근 산업계와 연구 등에 많이 이용되고 있다. 특히 지난해 하반기에는 양성자가속기 빔이용 신청이 급증한 바 있다.

미국, 일본, 중국, 유럽연합, 영국과 같은 과학기술 선진국들은 GeV급 고에너지 양성자가속기 기반의 펄스형 고출력 중성자원을 구축해 극한환경 소재연구, 백신·신약 개발, 이차전지와 같은 에너지소재 개발 등 첨단과학기술분야 연구에 활용하고 있다.

특히 중성자는 수소와 같이 원자번호는 낮고 가벼운 질량을 가진 원소에 잘 반응해 단백질 구조 분석을 통한 백신 개발에 중요한 도구로 사용되고 있다.

각 국은 X선을 이용하는 방사광가속기의 상호보완 시설로 펄스형 고출력 중성자원 구축을 경쟁적으로 하고 있는 상황이며, 코로나 바이러스 구조분석을 통해 백신의 신속한 개발에 중요한 역할을 한 것으로 알려져 있다.