중이온가속기 라온(RAON) 희귀동위원소를 생성해 최첨단 기초과학연구에 활용하기 위한 가속장치다. 양성자에서 우라늄까지 다양한 중이온을 생성 및 가속해 물질 구조를 변화시켜 희귀동위원소(RI)를 생성, 핵물리 등 첨단기초과학연구에 활용하는 세계적 수준의 대형 연구시설이다. 원리는 수소보다 무거운 탄소, 칼슘, 우라늄 등 입자핵이나 양성자를 전기장을 이용해 빠른 속도로 가속한 후 표적 물질에 충돌시켜 자연상태에서 존재하지 않는 희귀한 형태의 입자를 생성하는 것이다.

양성자 형태의 입자를 빠른 속도로 가속하는 가속장치와 가속을 통한 빔 형태의 입자와 임의의 다른 원소를 충돌시켜 희귀한 입자 빔을 생성 및 분리하는 장치, 빔 형태로 제공받은 희귀원소를 활용한 실험을 수행하는 장치로 구성된다. 라온과 일반 중이온가속기와의 차이점은 희귀동위원소 생성방식과 중이온빔 세기다. 라온의 희귀동위원소 생성방법은 세계 최초 융합형 희귀동위원소 생성방식(ISOL+IF)이다. 현재 희귀동위원소는 가벼운 원소이온을 가속해 무거운 원소 표적에 충돌시키는 ISOL(많은 양의 희귀동위원소 생성)과 무거운 원소이온을 가속해 가벼운 원소 표적에 충돌시키는 IF(다양한 종류의 희귀동위원소 생성) 두가지 방식으로 만들어지고 있다. 세계의 가속기들은 ISOL과 IF 중 한가지 방법만을 사용하고 있지만 라온은 ISOL과 IF 방식 모두 사용하는 세계 최초 시설이다. ISOL로 희귀동위원소를 생성한 뒤 이를 IF로 다시 가속하면 한가지 방법을 사용하는 기존 방법보다 더 새롭고 희귀한 동위원소를 발견할 수 있는 가능성이 높아진다. 또 중이온빔 세기는 400㎾로 미국의 FRIB와 함께 세계 최고 수준이다. 김정원 기자

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김정원
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