[과학 한스푼] 꿈의 동위원소 만드는 중이온가속기...노벨상의 산실될까?

[과학 한스푼] 꿈의 동위원소 만드는 중이온가속기...노벨상의 산실될까?

2022.11.20. 오후 1:59
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미발견 동위원소 만들기 위한 ’중이온가속기’
영하 268도에서 높은 에너지 가해 입자 가속
가속 입자가 다른 물질에 충돌하면 동위원소 생성
모듈 54기 가운데 5기로 아르곤 이온 가속 성공
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[앵커]
노벨 물리학상 5건 중 1건은 입자를 빛의 속도 수준으로 빨리 움직이게 하는 가속기 관련 연구에 주어졌는데요,

우라늄 이온 등을 가속해 유용한 원소를 만들어낼 수 있는 시설이 우리나라에 만들어져 지난달 처음으로 정상구동에 성공했습니다.

최소라 기자가 꿈의 가속기를 취재했습니다.

[기자]
빨간 소독약의 성분인 요오드는 중성자를 74개 가지고 있습니다.

여기에 중성자 네 개를 추가하면 요오드 동위원소가 되는데, 암을 파괴하는 강력한 치료제입니다.

이처럼 동위원소는 기존 원소의 성질을 완전히 바꿔 유용한 쓰임새를 나타낼 수 있습니다.

국내에 인류가 아직 발견하지 못한 새로운 동위원소를 만들기 위한 시설이 세워졌습니다.

중이온가속기연구소 지하 터널로 내려가니 거대한 은색 모듈 54기가 일렬로 늘어섰습니다.

모듈 안에는 모두 120개의 가속관이 들어있는데 영하 268도에서 높은 에너지를 가해 입자를 빠르게 움직일 수 있습니다.

가속관 하나하나를 지날 때마다 입자의 속도가 빨라지는데, 우라늄 이온을 기준으로 가속관 끝에 다다르면 입자의 속도는 빛의 속도의 5분의 1까지 빨라집니다.

가속된 입자가 또 다른 물질과 충돌하면 입자가 깨지거나 합쳐지면서 새로운 동위원소가 만들어질 것으로 과학자들은 예상합니다.

꿈의 신소재나 미래 청정 에너지원으로 쓰일 수 있는 물질을 찾을 가능성도 있습니다.

[권면 / IBS 중이온가속기건설구축사업단장 : 암 치료에 가장 좋은 중이온이 무엇인지 연구할 수도 있고, 특정한 중이온이 생체 세포에 어떤 영향을 주는지에 대해서 초기에 연구할 (준비를 하고 있습니다.)]

연구진은 지난달 가속 모듈 54기 가운데 5기로 아르곤 이온을 가속하는 데 성공했습니다.

내년 3월까지 모든 가속 모듈에서 입자를 가속해보고 추가 검증을 거쳐 2024년 10월부터는 가속기를 이용해 동위원소를 만드는 실험을 시작하겠다는 방침입니다.

또 2025년까지 현재 가속기보다 10배 더 센 에너지를 내 우라늄 이온을 초속 15만km, 빛의 속도의 절반까지 가속할 수 있는 장치를 개발할 계획입니다.

[이재흔 / 과기정통부 국제과학비즈니스벨트조성추진단장 : (2단계 사업은) 2025년까지 개발하는 것으로 계획돼 있지만, 그전이라도 고에너지 가속 모듈의 성능 구현이 달성되면 사업 공백 없이 곧바로 가속 모듈 본 제품을 제작할 (계획입니다.)]

역대 노벨 물리학상 100여 건 가운데 가속기를 활용한 연구는 20건을 넘습니다.

올해 첫 성과를 낸 한국형 중이온 가속기가 꿈의 동위원소를 찾아 국내 첫 노벨 과학상의 산실이 될 수 있을지 기대됩니다.

YTN 사이언스 최소라[csr73@ytn.co.kr]입니다.


YTN 최소라 (csr73@ytn.co.kr)

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