양성자과학연구단, 경주 양성자가속기의 성능 최적화에 날개를 달다

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한국원자력연구원(원장 주한규) 양성자과학연구단(단장 이재상)은 빔 테스트 스탠드(Beam Test Stand: BTS, 이하 BTS) 구축 및 시설검사를 완료하고, 본격 운영을 시작했다고 밝혔다.

 BTS는 이온원, 고주파 4극 가속장치(RFQ), 그리고 두 개의 빔라인으로 구성되어 있으며, 최대 에너지는 핵자당 1 MeV, 가속 가능한 빔 전류는 10 mA 로서, 양성자가속기의 성능 및 기능을 점검할 수 있는 장비이다.

 경주시 건천읍에 위치한 100 MeV 양성자가속기는 2013년 7월 양성자빔 서비스를 개시하여 운영 10년째인 2022년 12월에 총 누적 운전시간 30,000 시간을 달성하였으며, 최근 3년간 빔 신청 경쟁률이 3대 1이 넘는 등 이용수요가 나날이 늘고 있는 추세이다. 그러나, 한편으로는 양성자빔 제공기간 대부분을 이용자들에게 할당해야 되어 가속기 자체의 장치성능 향상 연구를 위한 시간을 충분히 확보할 수 없는 실정이었다.

이제 BTS 운영을 통해 양성자가속기 빔 제공기간에 가속기 빔 물리 연구/실험이 가능하게 되어, 빔 품질을 한층 더 빠르고 효과적으로 향상시킬 수 있을 것으로 전망된다.

 또한, BTS는 양성자 이외에도 헬륨 등 다양한 이온빔을 제공할 수 있다. 대표적으로 전력 반도체 성능향상, 중성자 발생 및 미래 원전에 사용될 원자력 재료 시험연구 등 다양한 응용분야에 활용이 가능하다.

 연구단은 BTS를 통해 고강도 양성자가속기 빔물리 분야의 핵심주제인 다차원 빔 진단 기술을 개발할 계획이다. 이는 100 MeV 경주 양성자가속기 빔 진단 및 최적화 뿐만 아니라 가속기 전문인력 양성에도 기여할 것으로 기대하고 있다.

이재상 단장은 “앞으로도 경주 양성자가속기 이용자에게 더 나은 양질의 빔을 제공하고, 우수 연구성과를 창출할 수 있도록 최선을 다하겠다.” 고 전했다.