한국원자력연구원 양성자과학연구단의 100MeV급 양성자가속기.[한국원자력연구원 제공]

[헤럴드경제=구본혁 기자] 국내 반도체 핵심 시험 인프라로 꼽히는 경주 ‘양성자가속기’가 무사고 운전 4만 시간을 돌파했다.

과학기술정보통신부와 한국원자력연구원는 경북 경주에 위치한 한국원자력연구원의 100MeV급 선형 양성자가속기가 2026년 5월 13일 18시에 2013년 첫 가동 이후 13년간 단 한 건의 안전사고 없이 누적 운전 시간 4만 시간을 달성했다고 밝혔다.

경주 양성자가속기는 가속한 양성자를 물질에 조사해 물질을 변화시키거나 중성자를 생산하는 장비다. 양성자를 빛의 속도의 약 43% 수준인 초속 13만km까지 가속시킬 수 있다. 다른 물질의 원자핵과 반응하거나 원자핵을 쪼개 다른 원소를 만들어내는 것이다. 플라스틱을 강철처럼 단단하게 만들거나, 암 진단에 사용되는 방사성동위원소를 생산하고, 물질의 특성을 변화시킬 수 있어 ‘현대 과학의 연금술사’, ‘미다스의 손’으로도 불린다.

특히 SK하이닉스와 삼성잔자가 생산하는 고대역폭메모리(HBM)와 차량용 반도체 대기방사선 내성 시험을 전담하고 있다. 최근 인공위성 개발이 활발해지면서 우주 부품 기업 수요도 확대되는 추세다.

양성자과학연구단 연구진들이 양성자가속기 누적 운전 4만시간 돌파 기념촬영을 하고 있다.[한국원자력연구원 제공]

특히 한국원자력연구원 양성자과학연구단은 2024년 9월부터 산업계 수요 증가에 대응하기 위해 기존 8시간 가동 체계를 24시간 가동 및 서비스 지원 체계로 확대했다. 이에 따라 반도체 기업, 우주항공 분야 등 다양한 이용자의 시험 수요를 지원하고 있으며, 지난해에는 연간 353명, 210건의 실험을 지원했다.

과기정통부는 산업계 수요 증가와 기술환경 변화에 대응하기 위해 양성자가속기의 성능 고도화도 추진하고 있다. 현재 100MeV급으로 운영 중인 양성자가속기를 향후 200MeV급으로 성능을 향상하기 위한 선행 R&D를 2026년 4월부터 추진 중이다. 200MeV급 양성자가속기는 자율주행차, 위성기반 6G 통신, AI 데이터통신용 반도체 등 차세대 첨단 반도체의 우주대기 방사선 영향 평가를 위한 국제적 최소 기준으로서, 산업적 활용을 위한 ‘인증의 필수 관문’을 수행하고, 해외 가속기 시설에 의존하고 있는 국내 기업의 평가시험 수요를 완전히 충족할 수 있을 것으로 기대된다.

이재상 한국원자력연구원 양성자과학연구단장은 “양성자가속기 누적 운전 4만 시간 무사고 기록은 우리 연구원들이 밤낮없이 헌신하며 일궈낸 결실”이라며 “우리 기업들이 반도체와 우주 패권 전쟁에서 앞서나갈 수 있도록 양성자가속기 고도화와 안정적 운영에 총력을 기울이겠다”고 밝혔다.