‘꿈의 빛’ 4세대 방사광 가속기 준공
‘꿈의 빛’ 4세대 방사광 가속기 준공
  • 김정석
  • 승인 2016.09.29 13:35
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포항에 美·日 이어 세계 3번째…국내기술로 제작
펨토초·나노미터 수준까지 미세구조 분석 가능
바이오·신약·청정에너지 등 미래산업 핵심 인프라
포항4세대방사광가속기
29일 포항 가속기연구소에서 준공된 포항 4세대 방사광 가속기. 방사광 가속기는 전자를 빛의 속도로 올려 밝은 빛인 ‘방사광’을 만들고, 이 빛으로 물질의 미세구조와 현상을 관찰하는 최첨단 장비다. 특히 4세대 가속기는 3세대에 비해 1억 배 밝은 빛을 사용해 1천 배 빠른 속도로 살아있는 세포와 단백질 등 초미세 물질까지 실시간으로 분석할 수 있어 ‘꿈의 장비’로 불린다. 연합뉴스
전자를 빛의 속도에 가깝게 가속시켜 햇빛의 100경배로 강한 엑스레이 레이저 섬광을 낼 수 있는 신형 4세대 방사광가속기가 29일 포항에 건설됐다. 4세대 방사광가속기를 갖춘 국가는 미국과 일본에 이어 한국이 세 번째다.

‘방사광가속기’는 전자를 빛의 속도로 가속시켜 밝은 빛(방사광)을 발생시키는 연구시설로, 발생된 빛을 이용해 물질의 원자 및 분자 수준의 미세구조를 분석할 수 있는 일종의 거대 현미경이다.

깜깜한 곳에서는 아무 것도 볼 수 없고 무언가를 보려면 빛이 필요한 것처럼 아주 작은 나노세계에서도 현상을 관찰하기 위해서는 매우 밝고, 파장이 짧은 빛이 필요하다. 이러한 ‘특별한 빛’을 만들어 내는 것이 바로 방사광가속기다.

4세대 방사광가속기는 기존 3세대 방사광보다 1억배, 햇빛보다 100경배 밝고 파장이 0.1나노미터에 불과한 X-선 레이저를 발생시켜, 물질의 미세구조와 현상을 나노미터/펨토초(10-15) 단위까지 관측 가능한 성능을 갖고 있다. 여기서 ‘펨토초’는 1천조 분의 1초로, 식물의 엽록체가 광합성을 하는 시간에 해당한다.

미래부는 2011년부터 지난해까지 총사업비 4천298억원(국고 4천38억, 지방비 260억)을 투입해 포스텍에 4세대 방사광가속기를 건설하고, 시운전 착수 불과 2개월 만인 지난 6월 14일 ‘꿈의 빛’으로 불리는 ‘X-선 자유전자 레이저’ 발생에 성공했다.

미래창조과학부와 포스텍은 29일 포스텍 부설 포항가속기연구소에서 ‘포항 4세대 방사광가속기 준공식’을 개최했다.

준공을 기념해 ‘꿈의 빛으로 대한민국의 첨단 미래산업을 열겠습니다!’라는 주제로 개최한 이날 행사에는 박근혜 대통령과 최양희 미래부 장관, 김관용 경북도지사, 이강덕 포항시장, 과학기술인, 포스텍과 유관기관 관계자 및 수상자 등 240여명이 참석했다. 박근혜 대통령은 이날 “포항 4세대 방사광 가속기가 세계를 선도해 나갈 우리나라 과학기술의 심장이 돼 주길 기대한다”며 “4세대 방사광 가속기는 광합성과 화학반응을 비롯해 그동안 인류가 풀지 못한 우주와 생명의 비밀을 푸는 열쇠이자 미래 신산업 선점에 필수적인 핵심 인프라”라고 강조했다.

주관기관인 포스텍은 국내 중소·중견기업과의 유기적인 협력을 통해 주요 핵심장치를 개발, 국산화해 약 500억원의 예산을 절감하고 세계 가속기시장 진출의 기반을 마련했다. 특히 자체 개발한 초정밀 전자빔 위치측정장치(Cavity BPM)는 우수한 성능으로 기술 종주국인 미국의 최신 4세대 방사광가속기(LCLS-II)에 수출하는 성과를 거두기도 했다.

4세대 방사광가속기는 생명공학, 청정에너지, 나노, 반도체 등의 분야에서 선도적 연구를 가속화해 고부가가치 미래 신산업 육성에 크게 기여할 것으로 기대된다. 대표적으로 바이오·신약개발, 미래 청정에너지 개발, 이산화탄소 저감기술 개발, 차세대 반도체 제조 공정, 자동차 배기가스 저감용 촉매 개발 등에 쓰일 전망이다.

미래부와 포스텍은 오는 12월 국내 연구진을 중심으로 해외 유수 연구자가 참여하는 데모실험을 통해 국제 수준의 성능검증을 마친 후 내년부터 이용자 실험지원에 착수할 예정이다.

김상만·김기영·김정석기자

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