[뉴스핌=양창균 기자] 국내연구진이 중이온가속기의 원천기술인 초전도 전자싸이클로트론(ECR: Electron Cyclotron Resonance) 이온원 (이하 ECR 이온원)장치 개발에 성공함에 따라 첨단 중이온 가속기 연구개발의 국산화가 가속화될 전망이다.
한국기초과학지원연구원(원장 정광화, 이하 기초지원연) 부산센터 원미숙 박사(부산센터 소장)는 세계 최고사양의 28 GHz 초전도 ECR 이온원 장치를 국내 최초로 자체 개발해 ECR 플라즈마를 발생하는 데 성공했다고 25일 밝혔다.
ECR 이온원은 마이크로파의 특정 주파수와 자기장에서 전자의 공명현상에 따른 회전 운동을 이용해 저진공에서도 고밀도 플라즈마의 발생이 가능한 이온원으로 가속기의 입사장치에 해당하는 장치이다.
ECR 이온원은 마이크로파의 주파수가 커질수록 다가(多價)의 대전류 이온빔 인출이 가능하지만 높은 자기장을 구현해야 하는 기술적 어려움이 있어, 28 GHz 수준의 마이크로파에 공명이 가능한 ECR 이온원 개발은 미국, 일본, 이태리 등 일부 국가에서만 이루어져 왔다.
기초지원연은 28 GHz 마이크로파와 고자기장 초전도 자석을 적용해 세계 최고 수준의 ECR 이온원을 자체 개발해 고밀도 플라즈마를 발생하는 데 성공함으로써 중수소부터 우라늄까지 다양한 핵종으로 다가의 대전류 중이온빔을 생성할 수 있는 기반을 마련했다는 평가다.
기초지원연에서 개발한 28 GHz 초전도 ECR 이온원은 28 GHz-10 kW 마이크로웨이브, 고자기장 초전도 자석, 액체헬륨 재응축형 극저온조, 고진공 플라즈마 챔버, 고전압 이온빔 인출장치 등 첨단 과학기술이 적용된 복합연구장치로 세계최고 사양에 해당된다.
기초지원연 부산센터 원미숙 박사는 “기초지원연 자체기술로 개발 중인 중이온 가속기가 제작 완료되면 연내에 본격적인 이온빔 가속을 실현할 예정”이라며 “세계 최고 수준의 종합 이온빔 이용시설을 구축하여 산학연 공동 활용 및 첨단소재 개발을 위한 이온빔 연구지원에 활용할 계획”이라고 말했다.
[뉴스핌 Newspim] 양창균 기자 (yangck@newspim.com)