[과학을 읽다]가속기 가동…韓 과학 새지평 열어

4세대 방사광가속기 종합 시운전

▲가속기연구소 전경과 방사광가속기. 뒷편에 길게 뻗어있는 곳이 방사광가속기이다. 약 1.1km에 이른다.[사진제공=포함공대]

[아시아경제 정종오 기자] 우리나라 과학계에 새로운 이정표가 만들어졌습니다. '꿈의 빛'으로 부르는 방사광가속기가 종합 시운전에 들어갔습니다. 방사광가속기는 빛의 속도로 가속한 전자에서 나오는 밝은 빛(방사광)으로 물질의 미세구조와 현상을 관찰하는 거대 실험 장치입니다. 세포활동, 단백질 구조, 화학촉매반응 관측 등 새로운 탐구영역이 개척될 것으로 기대됩니다. 한 마디로 눈에 보이지 않는 미세한 구조를 파악할 수 있는 장치입니다.

이번에 설치된 4세대 방사광가속기는 그 길이만 1.1㎞에 이릅니다. 지상에서는 사진으로 모두 담을 수 없기 때문에 항공사진으로만 전경을 확인할 수 있습니다. 미국과 일본에 이어 세계 세 번째로 우리나라에 만들어졌습니다. 최첨단 4세대 방사광가속기가 18일 종합 시운전에 들어가면서 눈길이 쏠립니다. 미래창조과학부는 포항공대(총장 김도연)와 함께 총사업비 4298억 원(국고 4038억 원, 지자체 260억 원) 규모의 4세대 방사광가속기 구축사업을 2011년 4월에 시작해 지난해 말 건설을 완료했습니다.

지난해 10월부터 설치된 세부장치를 통해 테스트를 진행해 왔습니다. 지난 12일 방사선발생장치 사용허가에 따라 14일 전자발생과 공급 장치인 전자총 시운전을 시작했습니다. 시운전 이틀 만에 설계 성능인 6MeV 전자빔 발생에 성공했습니다. 6MeV는 1.5V건전지 400만 개 이르는 에너지로 국내 최대파워입니다.

국내기술로 설계·제작한 전자총으로 시운전 첫 단계에서 성공을 거둬 의미가 큽니다. 4세대 방사광가속기 건설에는 약 30개 국내 기업이 참여해 핵심장치의 약 70%를 국산화했습니다. 전자총은 포항공대가 설계·제작하고 나노테크가 부품을 가공했습니다.

현재 방사광가속기는 전 세계적으로 약 30개국에 설치돼 있습니다. 미국와 일본, 우리나라를 제외한 나머지 국가는 3세대 가속기입니다. 4세대 방사광가속기는 기존 3세대 보다 100억 배 밝습니다. 태양빛의 100경(京)배 밝고 펨토초(1000조분의1초) 관측이 가능합니다. 이번 가속기를 통하면 단분자 단백질이나 살아있는 세포의 움직임을 실시간으로 분석할 수 있습니다. 신약개발은 물론 신물질·신소재 분석을 통한 원천기술을 확보할 수 있습니다. 나아가 정보기술(IT)·반도체 소자산업, 의료분야 등 다양한 산업발전에 도움이 됩니다.

올해 12월에는 국제수준의 성능 검증을 위해 국내 연구팀을 중심으로 해외 유수 연구자가 참여하는 4세대 방사광원 데모실험을 실시합니다. 내년부터 본격적으로 이용자 실험 지원을 시작합니다. 2017년부터 국내 연구팀들이 극미세 공간에서 펨토초에 일어나는 세포활동, 단백질 구조변화, 화학촉매 반응 등을 실시간 관측하는 것이 가능해집니다.

한편 이번 4세대 방사광가속기와 관련해 김도연 포항공대 총장이 주목받고 있습니다. 이번 가속기 사업은 김도연 총장이 2011년 국가과학기술위원회 위원장으로 재직했을 때 시작한 일입니다. 지금은 가속기연구소가 있는 포항공대 총장으로 일하고 있습니다. 김 총장은 4세대 방사광가속기의 처음과 끝을 함께 한 인물로 자리 잡았습니다.

정종오 기자 ikokid@asiae.co.kr