[쿠키뉴스=송병기 기자] 미래창조과학부와 기초과학연구원 중이온가속기 건설구축사업단(단장 정순찬, 이하 ‘사업단’)은 한국형 중이온가속기의 핵심 장치인 초전도가속관을 자체 설계 후 국내 기술로 제작하고, 캐나다 국립입자핵물리연구소(TRIUMF)의 성능시험을 최종 통과하여 세계 8번째로 초전도 가속관 제작 기술 확보에 성공했다고 5일 밝혔다.

현재 초전도가속관 제작기술 보유국은 미국, 캐나다, 독일, 일본, 프랑스, 이탈리아, 중국 등이다. 초전도 가속관은 전기에너지를 활용해 중이온을 빛의 속도(약 30만 ㎞/s)에 근접하도록 가속시키는 원통형 진공관으로, 초전도체인 나이오븀(Nb)으로 만들어져 절대온도 0도(-273.15℃)에서 전기저항이 ‘0’이 되는 초전도 현상을 일으키는 중이온가속기의 핵심 장치이다.

이번에 제작에 성공한 초전도 가속관은 중이온가속기에 설치되는 3개 타입의 가속기 중 저에너지 초전도선형가속기(SCL1)에 활용되는 가속관(QWR, Quarter Wave Resonator)이다. 사업단은 지난 2012년 5월부터 6월까지 설계를 진행하고, 2013년 7월부터 2014년 6월까지 국내 중소기업에서 시제품을 제작했다.

이어 지난해 11월부터 올 2월까지 밴쿠버에 위치한 TRIUMF에 보내 국제적 성능시험을 실시한 결과, 가속관의 성능을 가늠하는 척도인 가속관 전기저항이 아주 낮은 수준으로 도출됐다. 또한 가속 속도를 가늠하는 전기장 세기는 자체설계기준과 국제설계기준)을 상회하는 우수한 시험결과를 달성했다.

이로써 초전도 가속관 제작 기술을 우리니라가 보유하게 됐다. 이는 중이온가속기 구축 비용의 실질적인 절감 효과와 국산화 제작에 참여한 국내 업체들의 해외 진출 효과를 동시에 달성할 수 있을 것으로 전망되다. 한국형 중이온가속기는 국내 기업이 해외 제작비용 대비 50% 수준에서 제작이 가능하여 국산화로 인해 약 400억원의 비용 절감 효과가 있을 것으로 추정된다.

이러한 직접적 비용절감효과 뿐만 아니라, 유럽과 일본 등에서 추진하는 차세대 대형가속기 구축사업에 국내업체들이 참여할 수 있는 가능성도 확대될 것으로 보인다.

일본이 자국유치를 추진 중인 총 31km길이의 국제선형가속기(ILC)사업에는 초전도 가속관 약 1만6000개가 필요할 것으로 예상되며, 유럽·중국 등의 차세대 가속기사업과 기존 가속기시설의 성능개선 사업에도 상당 규모의 초전도 가속관이 필요하므로, 기술과 가격 경쟁력을 가진 국내 산업체의 해외 진출이 확대될 것으로 기대된다. songbk@kukimedia.co.kr 기사모아보기