기초과학연, 중이온가속기 핵심부품 국산화 성공

세계 8번째로 '초전도 가속관' 제작…400억원 비용절감

중이온가속기의 핵심장치인 초전도 가속관의 국산화에 성공했다.

국내 기술로 설계부터 제작, 해외 성능시험까지 통과해 세계 8번째 제작기술 보유국으로 이름을 올렸다. 기초과학연구원(IBS) 중이온가속기 건설구축사업단(이하 사업단)은 한국형 중이온가속기의 핵심 장치인 초전도 가속관을 자체 설계 후 국내 기술로 제작, 캐나다 국립입자핵물리연구소(TRIUMP)의 성능시험을 최종 통과해 제작기술 확보에 성공했다고 5일 밝혔다.

초전도 가속관은 전기에너지를 이용해 양성자, 우라늄 등의 중이온을 광속(약 30만㎞/s)에 근접하도록 가속하는 원통형 진공관이다.

초전도체인 나이오븀(Nb)으로 만들어져 절대온도 0도(-273.15도)에서 전기저항이 '0'이 되는 초전도 현상을 일으키는 중이온가속기의 핵심장치이다.

제작기술을 확보한 것은 미국, 캐나다, 독일, 일본, 프랑스 이탈리아, 중국에 불과하다.

제작에 성공한 초전도 가속관은 지름 226㎜, 길이가 1030㎜로 중이온가속기에 설치되는 3개 타입의 가속기 중 저에너지 초전도선형가속기(SCL1)에 활용된다.

이 가속관은 성능실험에서 가속관 내부에서 입자를 밀어내는 힘인 전기장 세기(MV/m)가 절대온도 4도(-269도)에서 자체 설계치인 35MV/m보다 1.6배 높은 56MV/m를 기록했다.

또 절대온도 2도(-271도)에서도 73MV/m로 국제선형가속기(ILC) 설계치(60MV/m)를 웃도는 뛰어난 성능을 보였다.

이 가속관은 SCL1 구축에 모두 120개가 사용될 예정이며 3개 타입의 가속기를 만드는 데에는 초전도 가속관 450여 개가 필요하다고 사업단은 설명했다.

정순찬 사업단장은 “국산화 성공에 따라 해외 제작비용 대비 절반 수준에서 제작할 수 있어 약 400억 원의 비용 절감 효과가 있다”며 “제작에 참여한 국내 업체들의 해외 진출 효과도 달성할 수 있을 것”이라고 말했다.

또 “올해 말까지 나머지 2개 타입(HWR/SSR)의 가속관뿐만 아니라 저온유지모듈, 고온초전도자석 등 핵심장치들의 국내 개발·제작을 적극적으로 추진, 국산화율 65% 이상을 달성할 계획”이라고 덧붙였다.

한편 유성구 신동지구에 들어서는 중이온가속기 구축사업은 국제과학비즈니스벨트의 핵심사업으로 모두 1조4445억원이 투입돼 오는 2012년 완료될 예정이다.

이영록 기자 idolnamba2002@