중이온가속기 '드디어' 저에너지구간 전체 빔 인출… 내년 하반기 본격 운영

중이온가속기 라온의 저에너지 가속장치 모습. 저에너지 구간은 가속관 124기(모듈 54)로 이뤄져 있으며 각각 QWR 22기, HWR-A 26기, HWR-B 76기다.

세계적인 기초과학 연구성과를 창출하기 위한 한국형 중이온가속기 '라온'이 저에너지 가속구간(SCL3) 전체 빔 인출과 시운전을 마쳤다. 오랜 시간 여러 난관을 뚫고 이뤄낸 성과로 2024년 하반기부턴 가속기 이용자들에게 서비스를 제공할 예정이다.

과학기술정보통신부와 기초과학연구원(IBS) 중이온가속기연구소는 한국형 초전도 중이온가속기 저에너지 전체 가속구간 빔 시운전에 성공했다고 29일 밝혔다. 중이온가속기 건설구축사업은 상당 부분 변경돼 현재 1단계·2단계 단계별 구축으로 나뉘어 있으며 각각 저에너지 가속구간과 고에너지 가속구간(SCL2)으로 크게 분류된다. 이번 성과는 1단계 저에너지 가속구간에 대한 부분이다.

IBS 중이온가속기연구소는 23일 오전 11시 33분께 가속기 전구간 빔 가속과 인출에 성공하고 이후 추가 재현실험을 통해 빔에너지 17.6MeV/u(핵자당 가속에너지)와 빔 전류 21.3μA(마이크로 암페어·시간당 빔 전하량)에 도달했다.

과기정통부는 다음날인 24일 시운전 결과에 대한 성능검증을 위해 국내 가속기 전문가로 구성된 '전문가회의'를 소집했다. 현장 데이터를 통해 확인 결과 기술적 목표치를 달성했으며 초전도 가속기와 극저온세스템·중앙제어시스템 등 제반 장치·설비의 건전성과 정합성을 확인했다. 이어 26일 과기정통부 주관 '중이온가속기 사업추진위원회'를 통해 최종 확정했다.

저에너지 가속장치 장치 구성과 빔 시운전 경과. 과기정통부 제공

이로써 2022년 10월 7일 처음 저에너지 구간 전단부 최초 빔 인출과 시운전에 이어 전 구간이 본격 가동을 위한 구축을 마쳤다. 과기정통부는 시운전 결과를 토대로 가속시스템에 대한 성능 최적화와 각종 실험장치들과 연계 시운전·가속기를 통한 국내외 연구 제안서 선정 기준 등 후속 절차를 진행할 예정이다. 본격 운영은 2024년 하반기로 계획돼 있다.

한국형 초전도 중이온가속기 라온은 그동안 적지 않은 난관 속에 논란의 대상이 됐다.

국내 독자기술로 세계 최고 수준의 초전도 중이온가속기 구축을 위해 2010년 설계를 시작으로 1조 5000억 원 이상을 투입한 이후 기술적 문제 등으로 사업 계획이 4차례나 변경됐다.

이 과정서 구축 일정과 사업 내용이 상당 부분 변경됐다. 일정상 최초 계획은 2017년 구축 완료였지만 수 차례 연기를 2021년 12월까지 설치와 빔 인출을 마치기로 계획을 수정했다. 그러나 이 계획도 차질이 생겨 2021년 12월 가속장치 설치를 완료하고 이달 저에너지 가속구간 전 구간 빔 인출을 마쳤다.

오태석 과기정통부 1차관은 "이번 (저에너지 가속구간) 시운전 성공은 그간 막대한 국가 예산이 투입된 한국형 초전도 중이온가속기의 주요 장치와 설비들의 목표 성능 구현과 정합성을 확인한 차원에서 그 의미가 크다"며 "앞으로 성능 최적화 과정을 거쳐 내년 하반기부터 창의적이고 선도적인 국제공동 연구가 이곳에서 활발히 펼쳐질 수 있도록 다양한 정책적 노력을 다하겠다"고 밝혔다. 임효인 기자