한국원자력연구원(원장 정연호)은 지난 5일 핵융합공학기술개발부 오병훈 박사팀이 중입자 가속기와 중이온 가속기에 필수적인 중이온 다가이온 빔을 발생시킬 수 있는 ‘마이크로파 전자공명(ECR) 이온원’을 개발했다고 밝혔다.
이는 부산 기장에 건설될 의료용 중입자 가속기는 물론, 국제과학비즈니스벨트의 핵심연구시설이 될 중이온 가속기 구축에도 직접 적용될 수 있는 핵심 원천기술을 확보하는 성과를 거둔 것.
원자력연구원에 따르면 오 박사 팀은 교육과학기술부 원자력연구개발사업의 지원으로 지난 2007년부터 4년간 18억원을 들여 수행한 ‘초전도 사이클로트론용 ECR 이온원 개발’ 과 제를 통해 ‘ECR 이온원’을 자체 설계․제작하고 성능 검증을 마쳤다.
‘ECR 이온원’은 강한 자장 속에 플라즈마를 가두고 고주파 전자공명 현상을 통해 전자들을 집중 가열함으로써 전자의 온도를 수십억 도 이상으로 높여 원자를 ‘다가이온’으로 만든 뒤 이를 선별적으로 추출해서 가속기에 공급해주는 장치로, 가속기의 규모를 크게 늘리지 않고도 가속 에너지를 획기적으로 높일 수 있기 때문에 중이온 가속기의 성능을 좌우하는 핵심 부품 중 하나이다.
특히 ‘ECR 이온원’은 한국원자력의학원이 2015년 완성을 목표로 개발 중인 의료용 초전도 중입자 가속기의 핵심부품으로 향후 국제과학비즈니스벨트에 들어설 중이온 가속기 구축에도 직접 활용될 것으로 기대되며, 중이온 가속기의 이온원을 설계 제작하는 데 직접 적용 가능할 뿐 아니라 반도체 생산 공정과 나노 공정 등 다양한 분야에 활용이 가능하다는 설명이다.
한편 오병훈 박사는 “앞으로 초전도 자석을 사용해서 자장의 세기를 높이고 고주파의 주파수도 높이는 등의 방법을 통해 과학비즈니스벨트에 설치 예정인 중이온 가속기가 최종적으로 요구하는 성능의 이온원을 개발하는 후속 연구를 계속 수행할 계획”이라고 밝혔다. 정읍=김진엽기자
