극저온 초고진공 초전도 선형가속 모듈 국내기술로 최초 구현 초전도가속모듈 중 저에너지구간(QWR) 첫 성공, 향후 개발 탄력

성능 시험에 통과한 QWR 초전도가속모듈 시제품

미래창조과학부는 기초과학연구원 중이온가속기건설구축사업단(이하 “사업단”)이 구축중인 중이온가속기 라온(RAON)의 저에너지구간 초전도가속모듈(QWR) 성능시험에 성공했다고 밝혔다.

저에너지구간 초전도가속모듈(QWR)은 중이온가속기의 핵심장치 중 하나로서 가속기의 전단부에 총 22개가 일직선으로 연결돼 중이온을 빛의 속도 대비 10분의 1 이상으로 가속하는 역할을 수행한다.

초전도가속모듈(QWR)은 초전도체인 니오븀(Nb)으로 만들어진 가속관, 액체헬륨을 냉매로 저온 초전도상태를 유지해주는 저온유지모듈, 그리고 중이온 가속을 위한 전기에너지를 제공하는 전력제어장치 등으로 구성되어 있다.

사업단은 지난 4∼5월 한국과학기술원(KAIST) 문지캠퍼스 시험시설에서 성능시험을 수행하였으며, 최근 한국연구재단에서 실시한 전문가 검증 결과, 설계기준을 뛰어넘는 우수한 성능*으로 합격점을 받았다.

이로써 중이온가속기 개발과정에 있어 중요한 기술 중에 하나로 꼽혀온 초전도가속모듈의 목표 성능 구현에 성공했으며 2021년 가동계획 실현의 전망을 밝혔으며, 곧바로 본격 양산체제에 돌입하게 된다.

또한 향후 구축 예정인 저에너지구간 후단부(HWR) 및 고에너지구간(SSR) 초전도가속모듈 개발에도 탄력을 받을 것으로 기대된다.

전 세계적으로는 초전도가속모듈을 직접 설계․제작하여 자체 시험시설로 성능 검증까지 할 수 있는 나라는 한국을 포함해 8개 국가에 불과하며, 이는 국내 가속기 기술력이 세계적 수준임을 의미한다.

한편, 중이온가속기 라온(RAON)은 세계 최고수준 성능을 목표로 2011년 개발에 착수, 대전 신동지구에 2021년 완공 예정이며, 세계 최초로 IF방식과 ISOL방식을 결합한 융합형으로 구축돼 한국은 물론 전 세계 기초과학계의 핵심 인프라로 각광받을 전망이다.

사업단의 정순찬 단장은 “초전도가속모듈의 성공을 계기로 향후 일정도 탄탄히 추진, 세계 최고 수준의 중이온가속기 라온을 2021년 성공적으로 가동할 것”이라고 밝혔다.

미래부 정희권 국제과학비즈니스벨트조성추진단장은 “이번 성능시험 성공을 통해 국제과학비즈니스벨트의 가장 핵심적인 시설인 중이온가속기 구축에 대한 성공적인 토대를 마련하였으며, 이를 통해 전체 과학벨트사업의 성공을 위해 최선을 다할 것”이라고 말했다.

중이온가속기 시설 배치도