한국원자력연구원, 가속기 핵심 기술 ‘방사선 발생장치’ 신기술 독자적 개발
포항 4세대 방사광가속기 도입 기대,
공항검색대, 반도체 개발장비로도 활용
니콜라이 비노쿠로프 센터장이 문정호 연구원과 신개념 언듈레이터 장비에 대해 논의하고있다.
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한국원자력연구원 제공 기초과학연구에 쓰이는 ‘방사광 가속기’를 지을 때 꼭 필요한 첨단 부품을 국내 연구진이 개발했다.
기초과학분야 기술자립에 큰 보탬이 될 뿐만 아니라 기존 장비보다 안정성이 뛰어나 국제 과학장비 시장 수출도 기대된다.
한국원자력연구원 양자빔 기반 방사선연구센터 문정호 연구원팀은 가속기 핵심 기술인 ‘방사선 발생장치’ 신기술을 독자적으로 개발했다고 1일 밝혔다.
연구팀이 개발한 장비는 ‘언듈레이터’란 이름으로 불리며 방사광 가속기의 핵심부품이다. 이 장비는 현재 원자력연 양자빔 기반 방사선연구센터장을 맡고 있는 ‘니콜라이 비노쿠로프'(Nikolay Vinokurov)’ 박사가 1980년대 초 처음 개발한 이후 전세계 대부분의 방사광 가속기와 자유전자 레이저 시설에서 쓰이고 있다.
언듈레이터는 내부에 정밀하고 강력한 자석이 나란히 배열해 만드는데, 자석의 종류와 배열에 따라 방사선의 종류를 마음대로 바꿀 수 있다. 다시 말해 X선, 감마선, 자외선, 극자외선 등을 바꿔가며 각종 실험을 할 수 있는 장비인 셈이다. 하지만 지금까지 자기장의 세기가 변하면 방사선의 출력도 변한다는 한계 때문에 이 장비를 작게 만들기 어려웠다.
원자력연 연구팀은 이 장비를 업그레이드해 자석 간 척력(밀어내는 힘)이 균형을 이룰 수 있도록 내부 구조를 정밀하게 조정했다. 또 자기장의 세기 대신 자석의 주기를 변화시키는 방법을 사용해 방사선의 출력을 일정하게 유지하는 데도 성공했다. 결국 강력한 자기장을 유지하면서도 실험의 안정성과 정밀도를 높일 수 있었다는 점에서 방사선 장치 소형화에 기여할 것으로 보인다.
원자력연 양자빔 기반 방사선연구센터 정영욱 부센터장은 “이 기술은 포항에 설치되는 4세대 방사광 가속기에도 적용할 수 있을 것”이라며 “보안 검색 등에 쓰이는 자유 전자레이저나 차세대 반도체 생산용 리소그래피 광원 등을 개발할 때도 이용할 수 있는 등 활용 범위가 넓다”고 설명했다.
이 연구결과는 가속기 분야 국제저널인 ‘가속기와 빔 분야 물리학 리뷰지(Physical Review Special Topics on Accelerators & Beams)’ 8월호에 실렸다. 동아사이언스 |
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