국내 첫 중이온 빔 '인출·전송' 성공

'ECR 이온원' 장치서 확보…우주연구·암 치료 등 활용

한국기초과학지원연구원(KBSI)은 부산센터 연구진이 28㎓ 초전도 전자사이클로트론(ECR) 이온원으로부터 중이온빔을 안정적으로 인출, 분석, 전송, 진단하는 데 성공했다고 12일 밝혔다.

28㎓ 초전도 ECR 이온원은 지난해 8월 KBSI가 국내 최초이자 미국과 일본에 이어 세계 3번째로 자체 개발했다.

초전도 이온원은 마이크로파의 특정 주파수로 발생한 고밀도 플라스마와 자기장에서 전자의 공명현상에 따른 회전운동을 이용, 다가 이온을 발생하는 중이온 가속기 핵심 장치이다. 연구진은 이온빔 진단 결과, 산소의 경우 전하수가 1부터 8까지 최대 70keV, 아르곤은 전하수가 18까지 최대 160keV의 중이온빔이 인출된 것으로 확인했다.

인출된 산소 이온빔을 실리콘 박막에 주입, 이차이온질량분석장치(SIMS)의 표면 정량분석을 통해 이온빔의 인출, 분석, 전송, 진단결과를 검증한 것이다.

중이온빔은 원자에 구속된 전자를 전부 또는 일부 제거해 만들어진 것으로 우주의 기초를 밝히는 기초과학연구부터 암 치료에 이르기까지 다양한 연구에 활용할 수 있어 세계적으로 대형 연구시설에 대한 투자가 이어지고 있다.

연구진은 ECR 이온원을 자체 기술로 개발하고 국내 중소기업 등과 공동 제작함으로써 국내 가속기 기반 기초과학, 공학, 산업기반을 강화했다는 평가를 받고 있다.

또 같은 사양의 초전도 ECR 이온원을 개발 중인 기초과학연구원(IBS) 중이온 가속기 건설구축사업단과의 선행 개발 기술과 노하우를 공유, 공동 연구체계를 구축했으며 이온빔을 활용한 첨단 분석과학장비 개발, 국산화를 통해 고부가가치 창출이 기대되고 있다.

이영록 기자 idolnamba2002@