경제용어사전

대전 라온

 

기초과학연구원(IBS) 중이온가속기 건설구축사업단이 대전 국제과학비즈니스벨트에 설치할 중이온 가속기. 2022년 가동을 목표로 2019년 4월부터 장치구축을 본격화하고 있다.

중이온가속기는 이온(전자를 얻거나 잃어 전기적 성질을 띤 입자)을 빛의 속도로 날려 벽에 부딪혀 깨뜨린 뒤 세상에 없던 입자(원소)를 만들어낸다. ‘미지의 입자 생산공장’인 이 시설 이름은 라온(RAON)이다.

라온은 희귀동위원소가속복합시설(Rare isotope Accelerator complex ONline experiment)의 머리글자를 땄다. 라온이 완공되면 국내에는 2013년 부터 가동한 경주 양성자가속기와 2017년 가동을 시작한 포항 4세대 방사광가속기 등 3대가 활약하게 된다.라온은 방사광가속기와 양성자가속기의 장점을 합쳤다. 자연에 존재하는 원자핵 중 가장 무거운 것이 우라늄인데, 라온은 우라늄까지 가속이 가능하다.

세계 최초·최대 규모 선형 가속기

라온 가속 원리는 사실 간단하다. 원자핵은 양성자, 중성자로 구성돼 있고 그 주위를 전자가 돈다. 전자를 잃거나 얻으면 이온이 된다. 양쪽 끝이 양극, 음극인 원통이 있다고 하자. 여기에 이온(양 또는 음)을 넣으면 반대되는 극으로 이동한다. 이 통을 거대하게 만들고 이동속도를 광속으로 끌어올렸다고 보면 된다. 광속으로 날아간 이온은 부딪혀 파괴된 뒤 무한한 동위원소를 만들어낸다.

가속기를 이용한 희귀동위원소 생성 방법은 두 가지다. 가벼운 원소를 두꺼운 표적에 충돌(ISOL) 또는 무거운 원소를 가벼운 표적에 충돌(IF)시키는 방식이다. 장단점은 정반대다. ISOL 방식은 순도가 높은 동위원소를 생성할 수 있는 반면 종류가 제한적이다. IF 방식은 순도는 떨어지지만 생성가능 원소 종류가 다양하다. 라온은 세계 최초로 두 방식을 모두 적용한 중이온가속기가 된다. 세계 각국의 가속기는 두 방식 중 하나만으로 가동하고 있다.

라온은 또 중이온 가속 선형 가속기 가운데 세계 최대 규모다. 부지 면적은 95만2000여㎡로 축구장 130배에 달한다. 가속기 총 길이는 약 800m다. 104개 초전도가속모듈을 포함해 총 340여 개 가속장치를 붙인 터널을 지나면서 중이온이 빛의 속도로 날아간다.

초전도 상태를 위해 영하 273도의 극저온을 효율적으로 유지하는 시설 구축도 관건이다. 가속기는 7m 두께 콘크리트 터널에 둘러싸여 지하 13m에 묻힌다. 방사선을 차폐하기 위해서다. 라온 구축엔 2011년부터 총 1조4875억원을 투입했다. 장치구축비 5028억원, 공사비 6276억원, 부지매입비 3571억원 등이다. 포스코건설 태영건설 등이 짓고 있다.

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