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제4세대 방사광가속기사업은 혁신도시에 유치되어야 한다
이재창  |  jclee1639@hanmail.net
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[771호] 승인 2019.12.22  23:14:33
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▲ 이재창 전 고구려대교수
물리와 화학을 접하지 않으신 분들은 이해하기 어려운 내용일 수 있지만 여기에서 시작하지 않으면 안 되기 때문에 부득불 언급하게 됨을 양해해 주시기 바란다. 우리가 눈으로 보는 형상이 어떻게 이루어졌는지에 대한 의문이 많았다, 학자들은 이를 알아내기 위하여 심혈을 기울여 왔다.

모든 생명체는 세포로 이루어져 있고 세포를 이루고 있는 물질은 분자, 원자, 원자핵, 양성자, 중성자, 그리고 소립자로 이루어져 있다. 소립자 중에 최초로 전자가 발견되었고  현재는 약 300종류의 소립자가 발견되었다. 물질의 변환은 전자를 포함한 초미립자들의 활동에 의해서 이루어진다.

사람이 눈으로 볼 수 있는 파장의 범위는 대체로 380~770 ㎚이다. 또 대기를 통해서 지상에 도달하는 태양복사의 광량은 가시광선 영역중 단색광일 때 700 ~ 610 ㎚는 빨강, 610 ~ 590 ㎚는 주황, 590 ~ 570 ㎚는 노랑, 570 ~ 500 ㎚는 초록, 500 ~ 450 ㎚는 파랑, 450 ~ 400 ㎚는 보라색으로 보인다.

빨강보다 파장이 긴 빛을 적외선, 보라보다 파장이 짧은 빛을 자외선이라고 한다. 적외선 쪽으로는 마이크로파, 라디오파가 있고 자외선 쪽으로는 X-선과 감마선이 있다. 이 외의 영역의 빛은 우리 눈으로 볼 수 없고 특별한 장치가 있어야 볼 수 있다.

각 영역은 빛이 통과하고 물질과 상호작용 하는 정도를 결정하는 파장과 광자에너지 범위를 가진다. 우리가 눈으로 볼 수 없는 영역의 보기위해서는 특별한 장치가 필요하다. 물질의 변환을 관찰하기 위해서는 이러한 미립자들의 움직임을 포착할 수 있는 장치가 필요한 것이다. 이러한 움직임을 관찰 할 수 있는 장치가 방사광이다.

가속기 생산하는 조작에 따라서 적외선, 자외선, X선, 감마선 등 넓은 영역의 빛을 낼 수 있고, 퍼짐이 작아 다양한 분야의 실험이 가능한 것이다. 빛의 밝기는 재래식 X선 광원과 비교하면 1만~1억 배 이상으로 가시광선으로는 투과할 수 없는 피부나 근육을 투과하여 뼈의 형상을 얻을 수 있고, 차세대 방사광 X-선은 뛰는 심장을 찍을 수 있다. 심장의 운동과 근육의 미세한 진동을 동영상으로 촬영할 수 있을 뿐더러 해상도는 1,000분의1 ㎛(마이크로미터) 단위로 초음파보다 1,000배나 뛰어나다.

방사광가속기는 4세대로 일컬어지고 있는데, 가속기개발부터 70년대까지를 1세대, 80년대까지 2세대에 이어 90년대를 3세대라 하고 그 이후 지금까지를 4세대라 한다. 기술의 발전을 보면 3세대에 비하여 4세대는 1억 배 이상의 밝기를 나타내고 있고 빛의 발생 시간도 20펨토초(1펨토초=0.000 000 000 000 001초)로 짧아졌다.

4세대 방사광가속기는 전자총(pre-injector), 선형가속기(linear accelerator) 또는 가속링(booster)과 같은 가속부와 저장링(SR: storage ring)으로 이루어 져있다. 전 세계에 3기 밖에 없는 최첨단 장치로 그 길이만 1.1 km에 이르는 거대한 연구 설비이고 수많은 부품으로 이루어져 있다.

방사가속기의 역할을 재료과학, 의학, 구조생물학, 화학, 물리학, 환경과학, 신약개발, 나노, 반도체 등 순수기초 및 응용과학분야를 총망라할 수 있는 꿈의 기계이다.  무생물의 물질의 특성은 물론 샘물체의 생성과 소멸을 관찰할 수 있다. 현재의 학문분야에서 방사가속기를 이용한 실험자들이 노벨물리학상의 20%를 차지하고 있을 정도로 각광을 받고 있다.

우리나라 방사과속기의 도입은 지난 2005년 11월 2일 중·저준위 핵폐기장(방폐장)설치를 위한 주민투표에서 가장 높은 찬성률은 기록한 경주에 부지를 선정한 대신 부속사업으로 인근인 포항공대에 방사광가속기를 설치했다. 설치 후 가동률이 포화상태에 이르고 있다.

정부는 제2 방사광가속기 도입을 검토하고 있는 가운데 문재인대통령이 지난 8월 12일 혁신도시를 방문하여 차세대 방사광가속기사업의 입지가 혁신도시로 결정될 수 있도록 적극적으로 돕겠다고 약속한 것이다. 우리지역이 첨단산업의 중심으로 도약할 수 잇는 기회를 맞이하고 있다. 방사광가속기가 설치되면 이와 유관한 연관 산업이 단지를 구성함으로써 지역경제의 활성화는 물론 새로운 양질의 일자리가 만들어 질 수 있는 전기가 마련될 것이다.

전라남도가 준비를 한다는 말은 있었으나 후속 행동이 나타나지 않고 있어서 안타깝다. 전라남도는 나주시와 협의체를 만들어 정치권과 지역인사는 물론 출향 인사를 총 동원하여 유치활동을 적극적으로 펼쳐야 한다. 전남과학의 미래가 여기에 달렸기 때문이다.

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