[미래를 만드는 사람들] 윤장희 기초연 선임연구원

“내년에 28㎓ ECR 이온원 발생 장치 개발이 끝나면 우리나라 중이온 가속기 개발을 촉진하는 것은 물론이고 산업계와 연구계는 이 장치를 활용해 각종 첨단 연구와 비즈니스를 전개할 수 있습니다.”

전자사이클로트론공명(ECR) 이온원 발생기를 연구개발하고 있는 한국기초과학지원연구원(원장 박준택) 윤장희 박사(40 ·부산센터 분석연구부 선임연구원)는 “28㎓ ECR 이온원은 첨단 가속기 개발과 이용에 필요한 핵심 장치로 현재 일본과 미국 등 4개국만이 보유한 가속기 분야의 세계 최고 수준의 핵심 기술”이라고 말했다.

가속기(Particle Accelerator)는 양성자·전자·이온 등 전기를 띤 입자를 강력한 전기장을 사용해 빛의 속도(30만㎞/초)에 가깝게 속도를 높여주는 장치로 기초 물리학뿐 아니라 생명과학, 나노과학, 재료 · 의료 산업 분야까지 활용 범위가 광범위하다. 1GeV 이상 고에너지 대형 가속기가 전 세계에 100여대가 설치 운용되고 있지만 우리나라에는 한 대도 없는 상태. 이에 최근 우리도 첨단 가속기 개발에 관심을 갖고 교육과학기술부를 중심으로 한국형 중이온 가속기 개발에 착수했다. 여기서 중이온 가속기에 필요한 이온을 뽑아 제공하는 장치가 바로 ECR이온원이다.

윤 박사가 ECR 이온원 장치 개발에 뛰어든 것은 지난 2008년. 외부에 의존해 온 첨단 장비를 `직접 한번 개발해 보자`는 기초연 부산센터 연구원의 의기투합이 그 출발점이다. 원미숙 박사를 팀장으로 윤 박사 등 5명의 연구원은 ECR사업팀을 꾸렸고 그해 교육과학기술부 지원의 `ECR 이온원을 이용한 첨단 중소형 입자빔 이용시설 구축` 사업에 선정되면서 ECR이온원 장치 개발에 본격 착수한다.

그는 “기초연은 필요 장비를 설치 · 운영하면서 이름 그대로 기초과학 연구를 지원하는 것이 기본 임무다. 10여년 전만 해도 고가의 장비는 주로 외국에서 도입했지만 현재는 상당 부분 국내에서 개발해 사용하고 있다. 그러나 우리나라가 자체 개발하려는 중이온 가속기처럼 자체 기술력을 확보하지 못한 첨단 장비는 고가에 사올 수밖에 없다. ECR 이온원이라는 세계 최고 수준의 첨단장치를 자체 개발해 기초연의 지원 능력을 확대하고 우리나라 중이온 가속기 개발에도 일조하자는 목적으로 도전하게 된 것”이라 설명했다.

윤 박사의 말처럼 자체 확보한 ECR 이온원은 중이온 가속기 개발을 촉진할 수 있다. 또 ECR 이온원 기술을 토대로 우선 소형 중이온 가속기를 개발하게 되면 X선 영상장치로는 어려운 경원소(탄소나 수소)의 영상 촬영은 물론이고 미세 고분자 부품의 내부 촬영, 첨단 연료전지의 작동 상황 등의 실시간 관찰이 가능하다. 기초연의 핵심 기능인 기초과학과 NT, BT, ST 분야의 연구지원 등 다양한 범위에서 활용할 수 있게 된다. 또 산업 현장에서는 첨단 비파괴 검사 기능을 이용해 항만 물류검색 등에도 적용 가능하다.

윤 박사는 “최근 개발한 2.45㎓ ECR 이온원 발생 장치의 노하우를 살려 내년 말에는 중이온 가속기 개발에 직접 적용할 수 있는 세계 최고 사양의 28㎓ ECR 이온원 장치 개발을 완료할 것”이라며 “ECR 이온원 및 소형 가속기 개발 기술을 부산 기장군 핵의과학 단지에 설치할 치료용 중이온 가속기 개발, 수출형 연구용 원자로 사업 등과 연계하면 부산 지역의 핵의과학 산업 발전의 시너지를 극대화해 나갈 수 있다”고 힘주어 말했다.



부산=임동식기자 dslim@etnews.co.kr