방사광가속기 관련 신문기사를 읽을 때 방사광(放射光)의 뜻이 뭐지하는 생각이 들었다.
가속기는 속도를 높이는 기계라는 뜻이라 의미는 쉽게 알 수 있다.
방사광은 빛의 속도에 가깝게
가속시킨 전자가 강력한 자기장을
지나며 휘어질 때 방출되는 빛이다.
궁금한 중에 오늘 자 신문에 방사광 가속기 설치 부지 선정 임박 내용의 기사가 눈에 확 뛴다.
그래서 어려운 과학 지식이 동원되어야 알 수 있지만, 방사광 가속기에 대해 좀 더 조사해
보기로 한다. 문과 출신이지만 이런 쪽 호기심은 남들 못지 않아서 ㅎㅎ...
포항 4세대 방사광가속기 전경(포스텍 제공)
방사광가속기
선형가속기에서 전자를 빛의 속도에 가깝게 가속시켜 전자석을 이용해 전자를 휘게하여 방사광을 발생시켜 원자, 분자 수준의 근원적 구조를 규명할 수 있는 첨단연구시설. 방사되는 빛은 적외선에서 X-선에 이르기 까지 다양하여 연구자는 필요에 따라 적정파장의 빛을 분광하여 실험에 활용한다.
우리나라는 2016년 8월 29일 포항공대에 4세대 방사광 가속기를 설치했으며 9월 29일 준공식을 함으로써 미국, 일본에 이어 세계에서 3번째 4세대 방사광 가속기 보유국이 됐다.
4세대 방사광 가속기는 물질의 미세구조와 현상을 관찰할 수 있는 능력을 지닌 슈퍼 현미경이다. 살아 있는 물질의 분자구조 움직임을 나노초(10억분의 1)의 1000만 분의 1초인 펨토초(1000조분의 1초) 단위까지 분석한다. 상상 이상의 빠른 속도로 이뤄지는 광합성과 생명 화학반응을 보기 위해서는 이런 현미경이 필요하다.
포항 4세대 방사광가속기는 2011년 착공해 5년 만에 준공됐다. 지곡동 일대 2만620㎡ 부지에 길이 1110m, 높이 3m로 건설된 국내에서 가장 긴 단층 건물이다. 사업비만 4298억원이 들어갔다.
경북 포항시 방사광가속기 과학관 1층에 전시된 가속기연구소 일대의 모형. 둥근 모양이 3세대 가속기, 길게 뻗은 모양이 길이 1.1㎞의 4세대 방사광가속기다. [중앙포토]
1995년 가동을 시작한 3세대 가속기에서 만들어내는 엑스선 세기는 햇빛의 100억배다. 이번에 준공된 4세대는 그보다 1억배 강한 100경배에 이른다. 빛이 더 세다는 건 더 작은 세계를 밝게 볼 수 있다는 뜻이다. 4세대 방사광가속기를 보유한 나라는 미국과 일본뿐으로, 한국이 세 번째다.
방사광가속기를 산업 분야에서 활용해 성과를 올린 사례는 적지 않다. 발기부전 치료제 비아그라의 단백질 결합 구조를 밝혀내 치료 효능이 나타나는 과정을 규명했고, 눈에 보이지 않는 철강재의 결함을 파악하는 데도 기여했다. 삼성전자는 방사광가속기를 이용해 광통신 반도체소자 불량률을 70%에서 10%로 개선했다.
단백질 구조를 파악할 수 있기 때문에 신약 개발에도 유용하다. 바이러스 단백질이 세포막을 뚫고 들어가는 모습도 포착할 수 있다. 미국에서는 방사광가속기로 조류인플루엔자 치료제 타미플루를 개발했다. 반도체 산업의 벽이나 다름없었던 10㎚ 이하 반도체 공정 개발도 가능해진다.
4세대 가속기는 펨토초(1000조분의 1초) 동안 일어나는 현상까지 살필 수 있다. 수소 원자 두 개와 산소 원자 하나가 물이 생성되는 찰나의 순간을 포착한다. 식물 잎에서 일어나는 광합성 과정을 확인해 식물을 모방한 태양전지를 개발하는 데 활용할 수 있다.
(출처 한경경제용어사전)
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아래는 방사광가속기 설치 후보지
결정 관련 기사 내용이다.
일자리 13만개 걸린 사업… 내일 최종 부지후보 결정
올해 최대 국책 사업 중 하나로 꼽히는 '제4세대 방사광 가속기' 결승전의 주인공은 전남 나주와 충북 청주 오창으로 결정됐다. 과학기술정보통신부는 '다목적 방사광 가속기 구축 사업'을 수행하는 우선협상대상 지방자치단체로 나주시와 충북 청주시 오창읍 2곳을 선정했다고 6일 밝혔다. 애초 나주, 청주, 강원 춘천, 경북 포항 네 곳이 치열한 경쟁을 벌이다 두 곳으로 압축됐다.
7일에는 두 지역 후보지에 대한 현장 점검을 실시한다. 이때 결격 사유가 없으면 1순위가 그대로 방사광 가속기 사업권을 따낸다. 과기정통부 관계자는 "방사광 가속기 최종 부지는 8일 발표할 예정"이라며 "부지 선정이 완료되면 이달 중 사업 예비타당성조사를 신청할 계획"이라고 말했다.
지자체가 치열한 유치전에 나선 것은 엄청난 경제적 효과 때문이다. 우선 국비 1조원가량이 투입된다. 부지 26만㎡와 연구원 숙소, 진입로, 각종 부대 시설 등은 지자체가 별도 예산을 들여 만든다. 한국기초과학지원연구원(KBSI)은 이 사업이 고용 13만7000여명, 생산 6조7000억원, 부가가치 2조4000억원을 유발할 것으로 추산한다.
전남도와 충북도는 막판 총력전을 펼치고 있다. 이시종 충북지사는 "편리한 교통망과 접근성, 발전 가능성, 지진 등 영향이 없는 안정적인 지반, 과기부 계획보다 1년 빠르게 착공할 수 있는 입지 강점이 있는 오창이 최적의 지역"이라고 주장했다. 이에 맞서 김영록 전남지사는 "2022년 3월 한전공대가 들어서는 광주·전남 공동혁신도시(나주혁신도시)
는 조성 5년 만에 기업 430곳을 유치하며 전국 혁신도시 10곳 중 최우수 혁신도시로 성장했다"며 "안전성·확장성·편의성·균형성을 모두 갖춘 나주가 방사광 가속기를 설치하는 최적의 장소"라고 말했다.
방사광 가속기는 전자를 가속해 고속의 빛(방사광)을 만들어내는 장비다. 태양 빛 밝기의 100억배에 달하는 방사광(적외선·자외선·X선)을 이용해 일반 현미경으로는 볼 수 없는 미세 물질이나 찰나의 세포 움직임 등을 볼 수 있다. 미국 스탠퍼드대는 방사광 가속기를 활용해 신종플루 치료제 타미플루를 개발했다.
(출처 조선일보 2020.5.7)