포항 4세대 방사광가속기(왼쪽). 길이 1.1㎞의 선형 설비로 펨토초의 시간 분해능을 갖추고 있어 기초과학 뿐만 아니라, 신약개발, 나노 반도체 등 다양한 분야에 이용할 수 있다. /사진제공=미래창조과학부미래창조과학부와 포항공대는 8일부터 포항 4세대 방사광가속기의 일반 이용자 연구 지원을 시작한다고 발표했다.
방사광가속기는 빛의 속도로 가속한 전자에서 나오는 방사광으로 물질의 구조를 분석하는 대형 기초과학연구시설이다. 이번 4세대 방사광가속기는 미국·일본에 이어 세계 3번째로 구축에 성공(2016년 9월 준공)한 것으로, 3세대 방사광가속기 대비 1억 배의 밝기, 1,000 배의 시간분해능을 가지고 있다. 아주 짧은 시간 동안 X-선을 발생시켜 원자나 분자, 살아있는 세포 등을 대상으로 실시간으로 분석할 수 있다.
최근 과학분야 노벨상 수상자의 약 20%가 가속기 활용 연구를 통해 배출되는 등 가속기가 기초과학의 중추적인 역할을 수행하고 있다. 우리나라에서도 지난 1994년 3세대 방사광가속기 구축 이후 매년 5,000여 명이 활용하고 있다.
포항 4세대 방사광가속기에서 발생하는 X-선 레이저는 세계 최고의 시간 정밀도를 가지고 있다. 또 4세대 방사광가속기 중 세계에서 유일하게 중에너지(2.1~3KeV) 대역의 X-선 레이저를 제공한다.
포항 4세대 방사광가속기는 지난 2월 수요조사 결과 접수된 25개 과제 중 최종 8개를 상반기에 지원할 계획이다.
첫 번째 실험은 한국-스웨덴 공동의 ‘물(water) 분자구조 변화 연구과제’가 선정됐다. 물은 지구상에 가장 많이 존재하지만 분자 변화 시간이 펨토초 시간에 이루어져, 여전히 미지의 영역으로 남아 있었다. 4세대 방사광가속기가 개발된 이후에야 연구가 가능해졌다. 이번에 참여하는 스웨덴의 앤더스 교수 연구팀은 포항 방사광가속기를 활용하여 이론적 가설로 그치고 있는 초냉각된 물의 결정 구조를 실증할 수 있을 것으로 기대된다.
4세대 방사광가속기 운영 초기에는 학문적·산업적 파급 효과가 큰 유망분야 중 우리가 선점할 수 있는 펨토초 시분해 등 4세대 가속기로만 가능한 7대 중점 연구분야를 우선 지원할 계획이다.
한편, 3세대 방사광가속기도 기존에 운영하던 32기의 빔라인에 2개의 빔라인을 추가함으로써, 그간 국내에서 수행할 수 없었던 적외선 분광학, 마이크로 거대분자 결정학을 위한 연구가 가능하게 되었다.
미래부 배태민 거대공공연구정책관은 “방사광가속기는 기초 과학 연구뿐 아니라, 신약개발, 나노, 반도체 등 다양한 분야에 활용이 확대되고 있다”면서 “우리도 4세대 방사광가속기를 갖추게 된 만큼, 보다 선도적이고 우수한 연구결과가 나올 수 있을 것으로 기대한다”고 말했다.
