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태양보다 100경배 밝은 빛으로 물질 기본입자 관찰

***쉽게 보는 오창 방사광가속기
바이오헬스, 반도체·전자 등 핵심원천기술 개발 활용
타미플루·비아그라 개발에 이용
지역발전·국가 과학기술경쟁력 강화 기대

  • 웹출고시간2020.05.11 21:00:49
  • 최종수정2020.05.11 21:00:49

오창 방사광가속기 조감도.

[충북일보] 차세대 방사광가속기를 통한 충북지역 발전 기대감이 커지면서 방사광가속기가 무엇이고 어떻게 활용되는지 궁금증이 커지고 있다.

방사광가속기는 전자가 자기장속을 지날 때 궤도가 휘어지면서 접선방향으로 나오는 빛을 이용하는 장치로, 일종의 '초정밀 거대 현미경'이다.

핵심원리는 전자를 빛의 속도에 가깝게 가속시킨 뒤 가속된 전자가 방향을 바꿀 때 방출하는 빛(방사광)을 통해 물질의 기본입자를 관찰한다.

방사광은 가속하는 전자가 방출하는 적외선, 자외선, 엑스선을 말한다.

방사광은 다른 광원에 비해 △높은 휘도의 광원 △파장가변성 △펄스적 특성 △편광성 등이 우수하다.

방사광가속기는 1세대부터 4세대까지 발전했다.

국내에서는 지난 1995년 포항에 3세대 원형 방사광가속기가 처음 구축됐고, 지난 2017년부터 선형 방사광가속기가 운영되고 있다.

또한 지난 2018년부터 경주 양성자가속기가 운영 중이며 2021년 말에는 대전에 중이온가속기가, 2023년 말에는 부산에 중입자가속기가 각각 구축될 예정이다.

빠르면 오는 2027년 오창에 들어서는 방사광가속기는 '4세대 원형 방사광가속기'로, 태양보다 100경배 밝은 빛을 통해 1천조 분의 1초 단위로 순간을 잡아낸다.

3세대(태양의 1억 배 밝기의 광원)보다 광원이 100억 배 밝고 펄스폭이 1천 배 짧다.

오창 방사광가속기는 4GeV급 가속에너지와 800m의 저장링 둘레를 갖추고 60개 빔라인을 수용한다.

4세대 원형 방사광가속기를 보유하고 있는 국가는 스웨덴과 브라질, 유럽연합 정도에 불과하다.

방사광가속기는 바이오헬스, 반도체·전자, 에너지, 첨단기계·부품 등 미래신산업의 핵심원천기술 개발에 두루 활용된다.

예를 들어 생명과학 분야의 경우 방사광을 사용해 결정화된 단백질의 회절무늬를 얻어낼 수 있고, 이 데이터를 컴퓨터로 분석하면 질병 단백질의 3차원 구조와 기작원리를 규명할 수 있다.

이를 통해 신종플루 치료제 타미플루, 발기부전 치료제 비아그라, 돼지 구제역 백신 등을 개발할 수 있었다.

또한 방사광에서 나오는 엑스선을 이용하면 더 깊고 입체적인 구조물을 만들 수 있어 작고 정밀한 기계 부품이나 복잡하고 미세한 전자회로패턴을 만들 수 있다.

수도권·충청권에는 국내 반도체산업의 84.9%, 의약품·의료기기의 58.4%, 화학물질의 63%가 몰려 있고 대덕연구단지, 오송·첨복단지, 오송 6대 국책기관, 세종국책연구기관 등 핵심 연구시설이 집적돼 있어 획기적인 지역발전은 물론, 국가 과학기술경쟁력 강화에도 크게 기여할 전망이다.

지역 경제계 관계자는 "미국, 중국, 일본 등 많은 국가들이 미래 신산업동력 확보를 위해 경쟁적으로 차세대 방사광가속기를 구축하고 있다"며 "오창 방사광가속기 건립을 계기로 청주와 충북이 최첨단 과학도시로 도약함을 물론, 한국의 글로벌 경쟁력이 크게 높아질 것"이라고 설명했다.

/ 신민수기자 0724sms@naver.com
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