냉매없이 이온 발생시키는 기술 개발…비용 절감 효과 기대

▲국가핵융합연구소에서 개발한 “전도냉각형 초전도 이온발생장치”인 SMASHI (Superconducting Multi-Application Source of Highly-charged Ions)에서 시연된 최초 플라즈마 발생 모습.

[아시아경제 노미란 기자]획기적으로 생산비용을 절감시킬 수 있는 무냉매 전도냉각형 초전도 이온발생장치가 개발됐다.

국가핵융합연구소(소장 권면) 유현종 박사팀과 중소기업 JH엔지니어링(대표 박광명)은 기존의 초전도체 냉각 냉매인 고가의 액체헬륨을 사용하지 않고 냉동기에 연결된 열전도체로 냉각하는 전도냉각방식을 활용해 이온을 생성하는 장치를 개발했다.

첨단 초전도기술인 무냉매 전도냉각 방식 이온발생장치 개발은 프랑스, 러시아, 일본에 이은 세계 4번째 성공 쾌거이다.

국가핵융합연구소는 이 장치를 무냉매 전도냉각형 초전도 전자사이클로트론공명 고전하 이온발생장치 'SMASHI'로 명명했다.

이 장치는 고가의 액체헬륨과 관련 부대장치가 필요 없고, 이를 유지하기 위한 전력량도 초당 150 kW에서 10 kW로 낮춰 구축 비용을 평균 약 십분의 일로 절감할 수 있다.

이번 연구 결과는 고가의 비용으로 국가 대형연구개발에만 제한적으로 사용되었던 활용도 높은 고전하 이온을 산업분야에서도 활발하게 이용할 수 있게 됐다.

고전하 이온빔과 물질의 반응을 이용하면, 신약개발을 위한 바이오 물질과 생체세포 연구, 초소형의 차세대 반도체 개발 등 다양한 미래 선도형 연구에 적용할 수 있다.

또한, 중이온가속기의 이온발생장치 및 암 치료 등에 활용되는 중이온치료기의 차세대 이온발생장치로도 사용가능하며, 수입에 의존하던 반도체 이온빔 임플란터기술 등에도 활용 될 수 있다.

더불어 기존의 이온을 활용한 마이크로 수준 물질연구를 나노수준으로 확장하여 물질의 변화를 더욱 세밀하게 가공·관찰할 수 있어 새로운 차원의 신소재를 개발을 가능성을 높일 수 있다고 기대된다.

박광성 JH엔지니어링 대표는 “무냉매 전도냉각형 초전도 이온원 기술은 연간 10%의 성장률을 기대할 수 있으며 5조4000억원 이상의 산업·의료용 가속기 시장에서 다양하게 적용이 가능하여 첨단산업 분야에서의 높은 시장성을 기대한다“고 밝혔다.

노미란 기자 asiaroh@asiae.co.kr