미래부, 레이저 이용 '고순도 중이온빔 인출' 국내 최초 성공

[이데일리 오희나 기자] 미래창조과학부는 기초과학연구원(IBS) 중이온가속기건설구축사업단(단장 정순찬)에서 자체 개발한 ‘ISOL 레이저 이온원’ 장치를 이용해 국내 최초로 중이온(heavy ion) 빔을 인출했다고 13일 밝혔다.

이번 ISOL 레이저 이온원 장치개발에 사용된 ‘레이저 공명 이온화 기술(RILIS)’은 레이저 광을 이용해 특정 원소만 분리 및 이온화 할 수 있는 핵심 첨단기술로, 세계적으로도 가속기 선진국(CERN/스위스, TRIUMF/캐나다, RIKEN/일본 등) 일부만 보유하고 있다.

이 기술을 적용시킬 한국형 중이온가속기는 국제과학비즈니스벨트 거점지구 내에 2021년 완공을 목표로 구축될 핵심 대형기초연구시설이다.

한국형 중이온가속기는 희귀동위원소 빔 발생을 위해 ISOL과 IF 두 가지 방식을 동시에 사용하는 세계 유일의 중이온가속기로, 기존 방식(ISOL 또는 IF 단독 사용)의 가속기보다 넓은 범위의 희귀동위원소를 생성해 다양한 기초 및 응용연구가 가능하다.

이번에 자체 개발한 기술(RILIS)은 한국형 중이온가속기의 희귀동위원소 빔 발생장치 중의 하나인 ISOL 시스템에 직접 적용될 기술이다.

국내 연구진이 개발한 기술(RILIS)로 중이온가속기가 생성하게 될 희귀동위원소 빔의 대표성과 성능지표가 되는 주석(50Sn) 중이온 빔 인출을 완벽히(99% 이상 고순도) 성공함에 따라 실제 한국형 중이온가속기가 구축되면 바로 적용이 가능하게 됐다.

또한 이 기술을 이용하면 장치구축에 있어서도 저사양 질량분석기를 사용할 수 있어 비용절감 효과를 기대할 수 있게 됐다.

희귀동위원소 빔은 물질을 원자핵 수준에서 정밀 분석하는데 활용되며 기초과학뿐만 아니라 신재료 개발 및 의학, 생명공학 등 다양한 분야에 폭넓게 이용될 수 있다.

특히, ‘레이저 공명 이온화 기술(RILIS)’을 이용해 생성된 고순도 희귀동위원소들은 별의 폭발로부터 중(heavy)원소가 어떻게 만들어 졌는지 등 물질의 근원을 규명하는데 필수적이다.

미래창조과학부는 이번 기술개발로 현재 구축 중인 한국형 중이온가속기의 ISOL 시스템이 성공적으로 구현될 가능성이 한층 높아지게 됐고, 나아가 세계 최고수준의 한국형 중이온가속기가 일정대로 차질 없이 완공될 수 있을 것이라고 밝혔다.