국민이 행복한 변화가 시작 됩니다!

	보 도 자 료	http://www.msip.go.kr
2013. 7. 22(월) 조간(온라인 7. 21. 11:30)부터 보도하여 주시기 바랍니다.
문의 핵융합지원팀 윤경숙 팀장(02-2110-2342), 권선미 사무관(02-2110-2345) 한국원자력연구원 양성자가속기연구센터 조용섭 센터장(054-750-5500)

국내 기술로 개발한 100MeV 양성자가속기 본격 가동

□ 미래창조과학부(장관 최문기)와 한국원자력연구원(원장 정연호)은 '12년말 구축한 양성자가속기연구센터 100MeV* 대용량 양성자가속기의 시운전 등 운영 준비를 완료하고, 7월 22일부터 양성자 빔을 산학연 연구자들이 이용할 수 있도록 제공한다고 밝혔다.

* MeV(메브, Mega electron Volt, 백만전자볼트) : 양성자의 에너지 단위. 1전자볼트는 1볼트의 전압이 걸려 있는 금속판 사이를 지나면서 양성자가 얻는 에너지

o 올해 하반기는 양성자가속기 시범운영기간으로 지정하여, 연구자의 연구활동을 지원하면서 양성자가속기의 운영조건(출력, 에너지 등)을 최적화할 예정이다.

□ 양성자가속기는 수소원자에서 전자를 제거한 후 남아있는 양성자를 고전압으로 가속하는 장치로, 100MeV로 가속하기 위해서는 1.5볼트 건전지 6,700만개 정도가 필요하다.

o 가속된 양성자와 다양한 물질과의 반응을 연구해 물질구조 개조를 통한 신물질 개발, 신소재, 유용 돌연변이 유전자원 개발, 동위원소 생산 등에 활용할 수 있다.

o 100MeV 양성자가속기는 우리나라 원천기술개발을 위해 미래창조과학부의 양성자기반공학기술개발사업('02.7~'12.12, 3,143억원)으로, 경주시의 지원과 한국원자력연구원을 비롯한 국내 21개 산학연 기관이 협력해 지난 2012년 국내 독자기술로 구축했다.

□ 노승정(단국대 교수) 양성자가속기 이용자협의회장은  “그동안 해외 유사시설을 이용할 수밖에  없었던 연구자들이 우리 손으로 개발한 가속기를 이용해 직접 첨단 과학기술을 연구개발 할 수 있는 기반을 갖추게 되어 매우 뜻 깊다”고 말했다.

o 양성자가속기연구센터 김계령 박사는 “양성자 빔 이용자 공모를 통해 과학위성용 광학형 자이로를 개발하고 있는 ㈜파이버프로가 첫 번째 이용자로 선정되었으며,

- 광학형 자이로의 핵심부품인 광다이오드의 우주환경에서의 안정성과 신뢰성 향상을 위한 연구개발에 이용될 예정”이라고 밝혔다.

□ 앞으로 한국원자력연구원은 양성자가속기 이용 활성화를 위해 빔라인을 추가 설치하고, 중장기적으로는 1GeV급 양성자가속기로 확장할 계획이며,  양성자가속기연구센터의 지원시설(경주시 지원) 공사를 조속히 완료할 예정이다.

참고  1. 가속기의 개념 및 양성자가속기 활용분야

2. 용어설명

3. 사진자료

4. 우주급 광학형 자이로 개발 설명. 끝.

참고 1		가속기 개념 및 양성자가속기 활용분야

□ 가속기 개념

ㅇ 가속기는 입자나 이온을 빛에 가까운 속도로 움직이게 만드는 장치

- 당초 물질을 구성하는 기본입자를 연구하기 위해 개발

- 현재는 생명구조 분석, 우주탄생 메커니즘 등 물리․화학․생물학의 기초과학 연구 및 신물질 개발, 암치료 등 다양한 용도로 활용

<입자의 종류 및 가속기 구분>

<양성자가속기>          <전자가속기>           <중이온가속기>

□ 가속기 종류 (가속입자에 따른 분류)

종 류	원 리	활 용
방사광 가속기	◦전자를 가속한 후, 저장링에서 계속 회전 운동 - 전자가 회전할 때 발생하는 방사광을 이용하여 미세구조 분석	◦ 기초 및 응용과학분야에 폭넓게 활용 - 생명, 재료, 화학, 물리, 기계, 반도체 등 ex) 단백질 구조 연구 통한 신약개발, 원자규모에서의 물질 구조 분석 등
양성자 가속기	◦수소원자에서 전자를 제거한 후 남아있는 양성자에 전기장을 가해 가속한 양성자를 이용	◦ 암치료, 의료용 동위원소 생산, 신물질․신품종 개발 및 입자물리연구 등
중이온 가속기	◦양성자 가속기와 원리 유사하나 수소보다 무거운 다양한 원소를 활용	◦ 암치료, 신물질․신품종개발, 반도체공정, 핵물리연구 등

양성자와 물질과의 상호작용

○ 양성자는 속도(에너지)에 따라 물질⦁생명체와 다양한 반응을 하고, 이러한 반응 특성을 다양한 분야의 연구개발에 이용

< 양성자 에너지에 따른 양성자-물질 기본반응과 활용분야 >

양성자가속기 이용분야

○ 활용분야(목적)에 적합한 가속기의 주요 성능(에너지 및 빔전류) 결정

< 양성자가속기 활용분야 >	< 원천기술 개발에 활용성 >

세계의 주요 양성자가속기

참고 2		용 어 설 명

1. 양성자 (proton)

세상의 모든 물질과 생명체는 여러 종류의 원자로 이루어져 있고, 원자는 양성자, 중성자, 전자로 이루어져 있다. 양성자는 중성자와 함께 원자핵을 구성하는 소립자의 하나로, 양(+)의 전하를 가지고 있다.

2. 양성자 가속기 (proton accelerator)

양의 전기를 띠는 양성자를 전기장을 이용하여 빛의 속도(30만 km/초) 가까이까지 가속시키는 장치이다. 양성자는 그 속도에 따라 물질의 성질을 변화 시키거나 새로운 물질을 만든다. 양성자가속기는 21세기 미래산업기반인 나노기술(NT), 생명공학(BT), 정보기술(IT), 에너지 및 환경기술(ET), 우주기술(ST) 등의 원천기술개발에 활용된다. 양성자를 이용한 암치료 연구, 의료용 동위원소, 신약기발 등을 통해 미래 국민 복지향상에 기여하고, 또한 물리, 화학, 재료과학등 국가 차세대 과학기술 기반산업과 기초과학 발전의 밑거름이 될 장치이다.

대용량 양성자가속기는 빔 전류 10mA 이상의 대용량으로, 현재 미국 오크릿지국립연구소(ORNL: Oak Ridge National Laboratory)와, 일본 원자력연구기구(JAEA: Japan Atomic Energy Agency)에서 개발 운영 중에 있다.

(가)                             (나)

<사진설명: (가) 양성자의 가속원리, (나) 양성자의 에너지에 따른 속도 및 양성자 조사 시 물질과의 주요 상호작용.>

<사진설명: 양성자의 크기. 양성자의 크기는 머리카락 굵기(약 0.1mm)의 약 1000억분의 1에 해당하는 크기임>

<사진설명: 양성자의 다양한 이용 분야. 양성자빔은 NT, BT, IT, ST, ET, 의료, 기초과학 등 다양한 분야에서 활용 가능함>

3. MeV(Mega electron Volt, 백만전자볼트): 양성자의 에너지 단위. 1전자볼트는 1볼트의 전압이 걸려 있는 금속판 사이를 지나면서 양성자가 얻는 에너지임. 1MeV의 에너지로 가속시키기 위해서는 건전지(1.5볼트) 약 67만개를 직렬로 연결하고 금속판에 연결하면 가능함(그러나 그 길이는 약 33km에 이르고, 양성자를 100MeV로 가속시키기 위해서는 6,700만개의 1.5볼트 건전지가 필요함). 100MeV 양성자는 초속 약 13만km의 속도로 날아감.

4. mA(mili Ampere, 밀리암페어): 몇 개의 양성자를 가속시키는지를 나타내는 단위. 에너지와 함께 가속기의 성능을 나타내는 단위임. 20 mA 양성자 빔은 초당 약 12,000조 개의 양성자를 가속하는 것을 말함

참고 3		사 진 자 료

1. 양성자가속기연구센터에 구축되어 운영을 착수한 양성자가속기

< 사진 1. 앞에서 끝쪽으로 바라본 모습 >

<사진 2. 끝에서 앞쪽으로 바라본 모습 >

참고 4		우주급 광학형 자이로 개발 설명

○ 과 제 명: 우주급 광학형 자이로 개발

○ 수행기관: ㈜파이버프로

○ 지원부처: 미래창조과학부

○ 연구기간: 2011.07.01.~2014.06.30

○ 연구목표:

저궤도 과학 위성급에 적용 가능한 바이어스 0.1deg/hr 급의 광섬유 자이로를 개발하는 과제로 구체적인 성능은 바이어스 0.1deg/hr 이하, 환산계수 500ppm 이하, 불규칙잡음 0.010deg/√hr 이하, Shupe 계수 0.3DHCM(deg/hr/℃/min) 이하를 목표로 한다. 또한 우주 환경에서의 신뢰성 있는 운용을 위해 자이로 서브 조립체 및 자이로의 우주인증 시험을 통해 신뢰성을 입증하여, 저궤도 과학 위성에 활용될 수 있도록 한다. 이를 통하여 향후 정지궤도 위성급에 필요한 0.01 ~ 0.001 deg/hr 급의 자이로 개발을 위한 기반 기술을 확보한다

○ 연구내용

광섬유 자이로를 구성하는 광학부, 전자부, 기구부를 설계하여 우주환경에서 동작할 수 있는 자이로를 개발한다. 특히 온도, 진동, 충격, 방사선 등 특수한 우주 환경 요소가 자이로 간섭계의 성능에 미치는 영향을 억제하는 방안 및 제품을 보증하는 방안에 대해 연구한다. 자이로의 구성 부품인 광섬유, 광부품, 집적광학소자, 레이저 다이오드, 포토 다이오드 및 다양한 전자부품으로 이루어진 제어보드를 개발하고 내환경성에 향상시키도록 한다. 개발된 자이로는 우주인증 시험을 통해 제품보증을 할 수 있도록 한다.