한국의 대형 가속기 현황과 그 미래전망
2019-11-07
org.kosen.entty.User@6225c288
이태연(prometheus)
한국의 대형 가속기 현황과 그 미래전망
이태연
포항가속기연구소
Key words
Accelerator, synchrotron radiation source, electron accelerator, proton accelerator, heavy-ion accelerator
가속기, 방사광 가속기, 전자 가속기, 양성자 가속기, 중이온 가속기
1. 가속기(accelerator)의 분류
1.1. 가속 입자에 따른 분류
1.1.1. 전자 가속기 (electron accelerator)
가장 가벼운 입자인 전자(질량 0.5 Mev)를 가속시켜서 이용하는 가속기. 전자가 가벼우므로 비교적 쉽게 전자를 높은 에너지까지 가속시킬 수 있다. 전자의 소스는 아래 그림과 같은 전자총이다. 주요 용도로는 밝은 빛을 발생시켜서 그 밝은 빛을 사용하는 방사광가속기, 자연의 기본 구성물질을 탐구하는 입자물리실험용 가속기 등이 있다. 국내의 대형 가속기 중 전자가속기는 포항가속기연구소에 있는 PLSII와 PAK-XFEL이다.
전자총
1.1.2. 양성자 및 이온 가속기 (proton and ion accelerators)
전자보다 약 1800배 무거운 양성자 및 이보다도 훨씬 무거운 이온을 가속하여 이용하는 가속기. 양성자는 아래 그림과 같이 수소원자의 전자를 제거하여 만든다. 이온들은 원자를 여러 방법으로 이온화하여 만든다. 이런 가속기는 핵물리학 실험용, 입자물리학 실험용, 암 치료용 등에 사용된다. 무거운 입자를 가속하기 때문에 높은 에너지로 가속하기 위해서는 전자의 경우보다 훨씬 도 큰 파워가 필요하다.
양성자 소스
싱크로트론은 아래 그림과 같은 원형의 가속기로 전자, 양성자 모두 가속할 수 있으며 가속 입자는 원형 궤도를 여러 차례, 경우에 따라 수백만 회를 돌면서 최종 에너지까지 가속된다. 대표적인 대형 가속기의 형식이며 세계적으로 가장 큰 가속기들은 모두 이 싱크로트론 다. 싱크로트론 의 한 종류로 저장링 (storage ring)이 있는데 이것은 그 주 목적이 입자의 가속이 아니라 입자를 장시간 저장하는 것이다.
현재 세계 최대의 싱크로트론은 유럽 CERN에 있는 Large Hadron Collider (LHC)로 양성자 가속기인데 그 둘레가 무려 27 km에 달한다.
세계 최대 가속기인 CERN의 LHC LHC의 내부 터널
1.2.2. 선형 가속기 (linear accelerator)
선형가속기란 아래 그림과 같이 선형의 가속기이며, 역시 전자, 양성자 가속에 모두 사용된다. 최종 가속 에너지는 가속기의 길이에 비례하게 된다. 미국 SLAC (Stanford Linear Accelerator Center)에 있는 선형가속기는 전자 가속기인데 그 길이가 3.2 km에 달하며 세계 최대의 가속기이다.
소형의 전자 선형 가속기는 병원에서 x-ray 발생기로 사용되고 있다 아래 그림과 같다. 국내의 대형 병원에도 여러 기가 있다.
SLAC에 있는 세계 최대의 선형가속기 SLAC의 내부
X-ray 발생 용 의료용 선형가속기
1.2.3 사이클로트론 (cyclotron)
아래 그림과 같은 사이클로트론은 주로 양성자 가속에 쓰이며 그 궤도는 나선형(spiral)인 것이 특징이다. 최근에는 주로 암치료용으로 사용한다.
의료용 사이클로트론 사이클로트론 개념도
2.1 한국의 대형 가속기 일람표
이 중 의료용 가속기를 제외한 4개의 대형 가속기는 모두 그 건설비가 정부에서 나왔으며 운영비도 정부에서 제공하고 있고, 따라서 그 운영도 각 시설의 이용을 원하는 이용자들이 거의 무료로 사용할 수 있는 user facility로 운영되거나 될 예정이다. 의료용 가속기 중 삼성 병원의 사이클로트론과 연세대 병원에서 건설 중인 암 치료 용 싱크로트론이 유일하게 민간에 의해 건설되는 가속기이다.
2.2 PLSII [1]
PLSII는 1994년에 포항에 건설되어 2010년까지 운영되었던 PLS를 재설계, 재건축하여 2012년부터 운영을 시작한 방사광가속기로 국내외 이용자들에게 개방된 user facility이다. 국내 이용자들은 한국방사광이용자협회를 통하여 이용 신청을 한다. 아래 그림과 같이 PLSII는 선형가속기와 저장링(storage ring)으로 이루어져 있는데, 저장링 이란 싱크로트론 의 일종으로 입자를 가속시키지 않고 오랜시간동안 저장하는 것이 그 임무이다. 선형가속기가 전자를 3.0 GeV의 에너지로 가속시키고 이 가속된 전자들이 저장링을 돌면서 방사광(synchrotron radiation)을 방출하며 이 방출된 방사광이 40여개의 빔라인(beamline)을 통하여 이용자에게 전달된다. 선형가속기의 길이는 150 m에 달하며 저장링의 둘레는 286 m이다.
PLSII의 전경
PLSII의 빔라인 전경
2.3 PAL-XFEL [2]
PAL-XFEL은 한국에서 제일 큰 가속기인 1 km의 선형가속기로 전자를 10 GeV로 가속시켜 X-ray FEL (free-electron laser)를 발생시키는 장치이다. FEL은 일반적인 방사광 과 달리 coherent radiation을 발생시키며 radiation pulse의 길이가 매우 짧아서 (femto-second 수준) time-resolved experiment에 매우 유리하다.
PAL-XFEL 전경
2.4 KOMAC [3]
KOMAC은 한국원자력연구원 양성자과학연구단에서 경주에 건설한 100 MeV 에너지의 양성자 가속기로 20 mA의 빔 전류를 방출하며, 핵물리를 포함해 의료, 생명, 재료 등 기초과학 분야의 연구에 활용되고 있다. 이용자들은 민간단체인 양성자가속기이용자협의회를 통하여 이용신청을 할 수 있다.
2.5 RAON [4]
RAON은 IBS (Institute for Basic Science)에서 대전에 건설하고 있는 대규모의 중이온 가속기 (heavy-ion accelerator)로 가속 입자는 여러 종류의 이온들이다. 핵물리를 위시하여 의료, 생명 등의 기초과학 실험을 수행할 예정이다. 가속 후 에너지는 200 MeV/u이며 출력은 400 kW이다. RAON의 특징은 초전도 가속 장치를 채택하고 있다는 점이다. 2009년에 시작된 이 프로젝트는 2021년에 마무리 될 예정이다.
RAON의 모형
2.6 의료용 가속기
현재 한국에서 운영되고 있거나 건설 중인 암 치료용 가속기는 모두 외국에서 도입한 것으로 양성자를 사용하는 경우 사이클로트론을 탄소 이온을 사용하는 경우 싱크로트론을 사용한다. 싱크로트론이 사이클로트론 보다 더 규모가 크고 건설비용도 크다. 이 외에 방사성 동위원소 제조용으로 가동 중인 사이클로트론 역시 있으며 이 중에는 국내에서 제작한 것도 있다.
3.1 가속기 설계 기술의 수준
3.1.1 Magnet lattice의 설계 수준
Magnet lattice란 입자 빔(particle beam)의 dynamics를 제어하는 가장 중요한 요소인 자석들의 배치를 말하며 magnet lattice의 설계는 가속기 설계의 핵심이다. Lattice의 설계는 기본적으로 컴퓨터 코드를 사용하며, 원형가속기이든 선형가속기이든 주기적으로 같은 구조가 되풀이되는 형태를 취하고 있다. 아래 그림은 PLSII의 lattice설계를 보여준 것으로 약 23 m에 해당하는 이 구조가 286 m의 저장링 둘레에 12번에 걸쳐 되풀이되는 형태를 취하고 있다. 그림 아래쪽에는 자석들의 배치를 나타내며 위에는 이 자석들이 전자 빔에 미치는 영향을 나타내는 twiss function이라는 함수들을 보여주고 있다.
PLSII의 lattice 및 twiss function
컴퓨터 코드는 ELEGANT, OPA, MAD등 여러 개 가 있으며 대부분 무료로 배포되고 있다. 컴퓨터를 이용한 lattice의 설계는 한국에서 충분히 국제 수준으로 하고 있다. 다만 설계의 독창성이나 성능 향상을 위한 새로운 아이디어 측면에서 다소 부족한 점을 보이고 있다.
3.1.2 자석 설계의 수준
자석은 전자의 운동을 제어하고 결정하는 핵심적 요소들로 그 설계 역시 컴퓨터 코드를 이용하는데, 2차원 설계 코드인 POISSON, SUPERFISH 등은 무료로 배포되나 3차원 코드인 OPERA, ANSYS 등은 유료 코드이다. 가속기에서 사용하는 자석들은 2극 자석, 4극 자석, 6극 자석 등이 있다. 이 외 강한 방사광을 발생시키는 전용 자석인 삽입 장치 (insertion device)가 있다. 코드를 이용한 이들 자석의 설계 역시 국제적 수준으로 이루어지고 있다.
3.1.3 가속 장치 설계의 수준
KOMAC건설 시 양성자 선형가속기의 가속 장치 (RFQ, DTL 등)가 자체 설계 및 제작 되었으며, PLSII건설 시 선형가속기의 가속 장치(accelerating column)가 일부 자체 설계 및 제작되었다. 다만 PLSII 저장링의 초전도 RF cavity는 해외에서 구입 되었다. 현재 건설되는 RAON의 경우 선형가속기의 초전도 가속 장치가 자체 설계 및 제작되고 있다.
3.1.3 Vacuum chamber 설계의 수준
Vacuum chamber는 진공을 유지해 입자들을 가속하게 해주는 금속 장치로 알루미늄, 스테인리스 스틸, 구리 등으로 제작되며 많은 수의 진공 펌프 등이 부착된다. 즉 가속입자들이 운동하는 물리적 공간을 확보해주는 장치이다. Vacuum chamber는 복잡한 모양을 하고 있으며 flange 등 여러 부품을 포함하고 있다. Vacuum chamber의 설계 역시 국제적 수준으로 하고 있다.
PLSII의 4극자석과 알루미늄 vacuum chamber
3.2 가속기 부품 제작의 수준
가속기 관련 설계는 대부분 해당 연구소에서 이루어지며, 설계된 부품의 제작은 여러 (중소) 기업들에 의해 이루어진다. 90년대 PLS가 처음 건설된 이후 가속기 관련 제작을 하는 기업들의 수는 지속적으로 늘어왔다. 자석(magnets), 자석 전원(magnet power supplies), vacuum chamber 등의 제작 수준은 국제적 수준이다. 자석 제작, 진공 펌프 전문 업체들도 새로이 생겨났다. 선형가속기의 가속 장치 제작 수준 역시 이제는 국제적 수준에 이르렀다. 초전도 가속 장치의 제작은 이제 처음으로 시도되고 있다.
4.1 한국 가속기의 평가
1994년 PLS가 포항가속기연구소에 건설된 후 25년 동안 한국의 가속기 과학과 기술이 많은 발전을 한 것이 사실이다. 다만 그 발전이 엔지니어링 측면에 치우쳐서 가속기의 독창성이나 창의적인 아이디어 면에서 특기할만한 점이 별로 없는 것이 아쉽다고 할 수 있다. 인력 구성에서도 핵심 과학자보다는 엔지니어들이 더 많은 상황이다. 결과적으로 세계 가속기 커뮤니티에 뚜렷이 기여한 바가 아직은 없다고 할 수 있을 것이다.
4.2 한국 가속기의 나아갈 길
한국은 이미 방사광 가속기, 양성자 가속기, 중이온 가속기, 암 치료 가속기 등을 모두 갖추게 되었다. 한국에서 앞으로 새로운 가속기를 건설하는 것이 쉽지않은 상황이 되었다. 그러나 현재 PLSII보다 훨씬 성능이 좋은 소위 ultimate storage ring을 건설하자는 여론이 일고 있다. 한국의 방사광 이용자들이 의견을 모은다면 불가능한 일은 아닐 것이다. 이번 기회에는 충분한 준비 기간과 연구를 통하여 창의적이고 성능이 뛰어난 가속기를 건설해야 할 것이다.
이와 같이 한국에는 앞으로 새로운 종류의 가속기가 건설되기 보다는 기존 시설의 대체, 확장, 개선 등이 주류를 이룰 것으로 보인다. 이러한 기회가 생길 경우 마찬가지로 충분한 준비와 연구를 통해 가속기 과학이 한단계 도약하는 계기로 삼아야 할 것이다.
References
1. http://pal.postech.ac.kr/Menu.pal?method=menuView&pageMode=pal&top=1&sub=3&sub2=2&sub3=24
2. http://pal.postech.ac.kr/Menu.pal?method=menuView&pageMode=pal&top=8&sub=2&sub2=0&sub3=0
3. https://komac.kaeri.re.kr/
4. https://www.ibs.re.kr/
이태연
포항가속기연구소
Key words
Accelerator, synchrotron radiation source, electron accelerator, proton accelerator, heavy-ion accelerator
가속기, 방사광 가속기, 전자 가속기, 양성자 가속기, 중이온 가속기
1. 가속기(accelerator)의 분류
1.1. 가속 입자에 따른 분류
1.1.1. 전자 가속기 (electron accelerator)
가장 가벼운 입자인 전자(질량 0.5 Mev)를 가속시켜서 이용하는 가속기. 전자가 가벼우므로 비교적 쉽게 전자를 높은 에너지까지 가속시킬 수 있다. 전자의 소스는 아래 그림과 같은 전자총이다. 주요 용도로는 밝은 빛을 발생시켜서 그 밝은 빛을 사용하는 방사광가속기, 자연의 기본 구성물질을 탐구하는 입자물리실험용 가속기 등이 있다. 국내의 대형 가속기 중 전자가속기는 포항가속기연구소에 있는 PLSII와 PAK-XFEL이다.
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전자총
1.1.2. 양성자 및 이온 가속기 (proton and ion accelerators)
전자보다 약 1800배 무거운 양성자 및 이보다도 훨씬 무거운 이온을 가속하여 이용하는 가속기. 양성자는 아래 그림과 같이 수소원자의 전자를 제거하여 만든다. 이온들은 원자를 여러 방법으로 이온화하여 만든다. 이런 가속기는 핵물리학 실험용, 입자물리학 실험용, 암 치료용 등에 사용된다. 무거운 입자를 가속하기 때문에 높은 에너지로 가속하기 위해서는 전자의 경우보다 훨씬 도 큰 파워가 필요하다.
양성자 소스
-
- 가속 원리에 따른 분류
- 싱크로트론 (synchrotron)
싱크로트론은 아래 그림과 같은 원형의 가속기로 전자, 양성자 모두 가속할 수 있으며 가속 입자는 원형 궤도를 여러 차례, 경우에 따라 수백만 회를 돌면서 최종 에너지까지 가속된다. 대표적인 대형 가속기의 형식이며 세계적으로 가장 큰 가속기들은 모두 이 싱크로트론 다. 싱크로트론 의 한 종류로 저장링 (storage ring)이 있는데 이것은 그 주 목적이 입자의 가속이 아니라 입자를 장시간 저장하는 것이다.
현재 세계 최대의 싱크로트론은 유럽 CERN에 있는 Large Hadron Collider (LHC)로 양성자 가속기인데 그 둘레가 무려 27 km에 달한다.
세계 최대 가속기인 CERN의 LHC LHC의 내부 터널
1.2.2. 선형 가속기 (linear accelerator)
선형가속기란 아래 그림과 같이 선형의 가속기이며, 역시 전자, 양성자 가속에 모두 사용된다. 최종 가속 에너지는 가속기의 길이에 비례하게 된다. 미국 SLAC (Stanford Linear Accelerator Center)에 있는 선형가속기는 전자 가속기인데 그 길이가 3.2 km에 달하며 세계 최대의 가속기이다.
소형의 전자 선형 가속기는 병원에서 x-ray 발생기로 사용되고 있다 아래 그림과 같다. 국내의 대형 병원에도 여러 기가 있다.
SLAC에 있는 세계 최대의 선형가속기 SLAC의 내부
X-ray 발생 용 의료용 선형가속기
1.2.3 사이클로트론 (cyclotron)
아래 그림과 같은 사이클로트론은 주로 양성자 가속에 쓰이며 그 궤도는 나선형(spiral)인 것이 특징이다. 최근에는 주로 암치료용으로 사용한다.
의료용 사이클로트론 사이클로트론 개념도
- 한국 대형가속기의 현황
2.1 한국의 대형 가속기 일람표
| 이름 | 소속기관 | 가속 입자 | 가속기 종류 | 에너지 | 용도 |
| PLSII | 포항가속기연구소 | 전자 | 저장링 | 3 GeV | 방사광 |
| PAL-XFEL | “ | 전자 | 선형 가속기 | 10 GeV | FEL |
| KOMAC | 원자력연구소 | 양성자 | 선형 가속기 | 100 MeV | 핵실험 |
| RAON (건설중) | IBS | 이온 | 선형 가속기 | 핵실험 | |
| 의료용 가속기 |
국립암센터 | 양성자 | 사이클로트론 | 230 MeV | 암치료용 |
| 삼성병원 | 양성자 | 사이클로트론 | 230 MeV | 암치료용 | |
| 연세대 병원 (건설중) | 이온 | 싱크로트론 | 암치료용 | ||
| 동남권의학원 (건설중) | 이온 | 싱크로트론 | 암치료용 | ||
| … |
이 중 의료용 가속기를 제외한 4개의 대형 가속기는 모두 그 건설비가 정부에서 나왔으며 운영비도 정부에서 제공하고 있고, 따라서 그 운영도 각 시설의 이용을 원하는 이용자들이 거의 무료로 사용할 수 있는 user facility로 운영되거나 될 예정이다. 의료용 가속기 중 삼성 병원의 사이클로트론과 연세대 병원에서 건설 중인 암 치료 용 싱크로트론이 유일하게 민간에 의해 건설되는 가속기이다.
2.2 PLSII [1]
PLSII는 1994년에 포항에 건설되어 2010년까지 운영되었던 PLS를 재설계, 재건축하여 2012년부터 운영을 시작한 방사광가속기로 국내외 이용자들에게 개방된 user facility이다. 국내 이용자들은 한국방사광이용자협회를 통하여 이용 신청을 한다. 아래 그림과 같이 PLSII는 선형가속기와 저장링(storage ring)으로 이루어져 있는데, 저장링 이란 싱크로트론 의 일종으로 입자를 가속시키지 않고 오랜시간동안 저장하는 것이 그 임무이다. 선형가속기가 전자를 3.0 GeV의 에너지로 가속시키고 이 가속된 전자들이 저장링을 돌면서 방사광(synchrotron radiation)을 방출하며 이 방출된 방사광이 40여개의 빔라인(beamline)을 통하여 이용자에게 전달된다. 선형가속기의 길이는 150 m에 달하며 저장링의 둘레는 286 m이다.
PLSII의 전경
PLSII의 빔라인 전경
2.3 PAL-XFEL [2]
PAL-XFEL은 한국에서 제일 큰 가속기인 1 km의 선형가속기로 전자를 10 GeV로 가속시켜 X-ray FEL (free-electron laser)를 발생시키는 장치이다. FEL은 일반적인 방사광 과 달리 coherent radiation을 발생시키며 radiation pulse의 길이가 매우 짧아서 (femto-second 수준) time-resolved experiment에 매우 유리하다.
PAL-XFEL 전경
2.4 KOMAC [3]
KOMAC은 한국원자력연구원 양성자과학연구단에서 경주에 건설한 100 MeV 에너지의 양성자 가속기로 20 mA의 빔 전류를 방출하며, 핵물리를 포함해 의료, 생명, 재료 등 기초과학 분야의 연구에 활용되고 있다. 이용자들은 민간단체인 양성자가속기이용자협의회를 통하여 이용신청을 할 수 있다.
2.5 RAON [4]
RAON은 IBS (Institute for Basic Science)에서 대전에 건설하고 있는 대규모의 중이온 가속기 (heavy-ion accelerator)로 가속 입자는 여러 종류의 이온들이다. 핵물리를 위시하여 의료, 생명 등의 기초과학 실험을 수행할 예정이다. 가속 후 에너지는 200 MeV/u이며 출력은 400 kW이다. RAON의 특징은 초전도 가속 장치를 채택하고 있다는 점이다. 2009년에 시작된 이 프로젝트는 2021년에 마무리 될 예정이다.
RAON의 모형
2.6 의료용 가속기
현재 한국에서 운영되고 있거나 건설 중인 암 치료용 가속기는 모두 외국에서 도입한 것으로 양성자를 사용하는 경우 사이클로트론을 탄소 이온을 사용하는 경우 싱크로트론을 사용한다. 싱크로트론이 사이클로트론 보다 더 규모가 크고 건설비용도 크다. 이 외에 방사성 동위원소 제조용으로 가동 중인 사이클로트론 역시 있으며 이 중에는 국내에서 제작한 것도 있다.
- 한국 가속기 과학기술의 현 수준
3.1 가속기 설계 기술의 수준
3.1.1 Magnet lattice의 설계 수준
Magnet lattice란 입자 빔(particle beam)의 dynamics를 제어하는 가장 중요한 요소인 자석들의 배치를 말하며 magnet lattice의 설계는 가속기 설계의 핵심이다. Lattice의 설계는 기본적으로 컴퓨터 코드를 사용하며, 원형가속기이든 선형가속기이든 주기적으로 같은 구조가 되풀이되는 형태를 취하고 있다. 아래 그림은 PLSII의 lattice설계를 보여준 것으로 약 23 m에 해당하는 이 구조가 286 m의 저장링 둘레에 12번에 걸쳐 되풀이되는 형태를 취하고 있다. 그림 아래쪽에는 자석들의 배치를 나타내며 위에는 이 자석들이 전자 빔에 미치는 영향을 나타내는 twiss function이라는 함수들을 보여주고 있다.
PLSII의 lattice 및 twiss function
컴퓨터 코드는 ELEGANT, OPA, MAD등 여러 개 가 있으며 대부분 무료로 배포되고 있다. 컴퓨터를 이용한 lattice의 설계는 한국에서 충분히 국제 수준으로 하고 있다. 다만 설계의 독창성이나 성능 향상을 위한 새로운 아이디어 측면에서 다소 부족한 점을 보이고 있다.
3.1.2 자석 설계의 수준
자석은 전자의 운동을 제어하고 결정하는 핵심적 요소들로 그 설계 역시 컴퓨터 코드를 이용하는데, 2차원 설계 코드인 POISSON, SUPERFISH 등은 무료로 배포되나 3차원 코드인 OPERA, ANSYS 등은 유료 코드이다. 가속기에서 사용하는 자석들은 2극 자석, 4극 자석, 6극 자석 등이 있다. 이 외 강한 방사광을 발생시키는 전용 자석인 삽입 장치 (insertion device)가 있다. 코드를 이용한 이들 자석의 설계 역시 국제적 수준으로 이루어지고 있다.
3.1.3 가속 장치 설계의 수준
KOMAC건설 시 양성자 선형가속기의 가속 장치 (RFQ, DTL 등)가 자체 설계 및 제작 되었으며, PLSII건설 시 선형가속기의 가속 장치(accelerating column)가 일부 자체 설계 및 제작되었다. 다만 PLSII 저장링의 초전도 RF cavity는 해외에서 구입 되었다. 현재 건설되는 RAON의 경우 선형가속기의 초전도 가속 장치가 자체 설계 및 제작되고 있다.
3.1.3 Vacuum chamber 설계의 수준
Vacuum chamber는 진공을 유지해 입자들을 가속하게 해주는 금속 장치로 알루미늄, 스테인리스 스틸, 구리 등으로 제작되며 많은 수의 진공 펌프 등이 부착된다. 즉 가속입자들이 운동하는 물리적 공간을 확보해주는 장치이다. Vacuum chamber는 복잡한 모양을 하고 있으며 flange 등 여러 부품을 포함하고 있다. Vacuum chamber의 설계 역시 국제적 수준으로 하고 있다.
PLSII의 4극자석과 알루미늄 vacuum chamber
3.2 가속기 부품 제작의 수준
가속기 관련 설계는 대부분 해당 연구소에서 이루어지며, 설계된 부품의 제작은 여러 (중소) 기업들에 의해 이루어진다. 90년대 PLS가 처음 건설된 이후 가속기 관련 제작을 하는 기업들의 수는 지속적으로 늘어왔다. 자석(magnets), 자석 전원(magnet power supplies), vacuum chamber 등의 제작 수준은 국제적 수준이다. 자석 제작, 진공 펌프 전문 업체들도 새로이 생겨났다. 선형가속기의 가속 장치 제작 수준 역시 이제는 국제적 수준에 이르렀다. 초전도 가속 장치의 제작은 이제 처음으로 시도되고 있다.
- 한국 가속기의 평가와 미래 전망
4.1 한국 가속기의 평가
1994년 PLS가 포항가속기연구소에 건설된 후 25년 동안 한국의 가속기 과학과 기술이 많은 발전을 한 것이 사실이다. 다만 그 발전이 엔지니어링 측면에 치우쳐서 가속기의 독창성이나 창의적인 아이디어 면에서 특기할만한 점이 별로 없는 것이 아쉽다고 할 수 있다. 인력 구성에서도 핵심 과학자보다는 엔지니어들이 더 많은 상황이다. 결과적으로 세계 가속기 커뮤니티에 뚜렷이 기여한 바가 아직은 없다고 할 수 있을 것이다.
4.2 한국 가속기의 나아갈 길
한국은 이미 방사광 가속기, 양성자 가속기, 중이온 가속기, 암 치료 가속기 등을 모두 갖추게 되었다. 한국에서 앞으로 새로운 가속기를 건설하는 것이 쉽지않은 상황이 되었다. 그러나 현재 PLSII보다 훨씬 성능이 좋은 소위 ultimate storage ring을 건설하자는 여론이 일고 있다. 한국의 방사광 이용자들이 의견을 모은다면 불가능한 일은 아닐 것이다. 이번 기회에는 충분한 준비 기간과 연구를 통하여 창의적이고 성능이 뛰어난 가속기를 건설해야 할 것이다.
이와 같이 한국에는 앞으로 새로운 종류의 가속기가 건설되기 보다는 기존 시설의 대체, 확장, 개선 등이 주류를 이룰 것으로 보인다. 이러한 기회가 생길 경우 마찬가지로 충분한 준비와 연구를 통해 가속기 과학이 한단계 도약하는 계기로 삼아야 할 것이다.
References
1. http://pal.postech.ac.kr/Menu.pal?method=menuView&pageMode=pal&top=1&sub=3&sub2=2&sub3=24
2. http://pal.postech.ac.kr/Menu.pal?method=menuView&pageMode=pal&top=8&sub=2&sub2=0&sub3=0
3. https://komac.kaeri.re.kr/
4. https://www.ibs.re.kr/