한국형 중이온가속기 ‘라온’ [기초과학연구원 제공]

[헤럴드경제=구본혁 기자] 기초과학연구원(IBS) 중이온가속기연구소(IRIS)는 중이온가속기 희귀동위원소 빔을 활용한 레이저분광 실험을 국내 최초로 성공했다고 30일 밝혔다.

중이온가속기연구소, 공군사관학교, 희귀 핵 연구단, 고려대학교 가속기과학과, 한국교원대학교 물리교육과, 한국원자력연구원 첨단방사선연구소 공동 연구팀은 유기적인 협력을 통해 동축 레이저 분광장치 …CLaSsy’를 활용, ISOL(온라인 생성분리) 방식으로 생성된 소듐(Na) 동위원소 빔 활용 레이저분광 실험을 국내 최초로 성공했다.

희귀 핵종 연구의 최대 난제는 ‘짧은 반감기’다. CLaSsy 장치는 초고속(약 40만 m/s)으로 날아가는 이온 및 원자 빔과 레이저를 일렬로 일치시켜, 희귀 핵종이 사라지기 전에 레이저분광 수행을 가능하게 한다. 레이저 분광을 통해 희귀 핵종의 에너지 구조를 측정할 수 있으며 이로부터 핵 모델 수립에 요구되는 주요 핵 정보들을 측정할 수 있다.

공동 연구진은 CLaSsy 장치의 성능을 성공적으로 검증했으며, 짧은 반감기를 갖는 다양한 희귀 핵종에 대해 레이저분광 실험을 수행함으로써 고정밀 핵 구조 연구가 가능함을 입증했다. 이번 연구결과는 가속기 및 검출기 분야의 국제학술지 ‘Journal of Instrumentation’에 게재됐다.

박성종 IBS 중이온가속기연구소 연구위원은 “이번 성과는 중이온가속기의 핵심 실험장치 중 하나인 CLaSsy 장치의 성능 검증에 머무르지 않고, 중이온가속기에서의 다양한 레이저 기술 활용 확장 가능성을 입증하는 사례”라며 “앞으로 레이저 활용장치가 RAON의 희귀동위원소 연구를 위한 핵심 장치가 될 것”이라고 설명했다.

권면 IBS 중이온가속기연구소 소장 직무대행은 “이번 성과는 중이온가속기 시설에서 레이저기술이 희귀핵 연구에 활용된 국내 첫 사례로 향후 중이온가속기 RAON 시설이 첨단 레이저 기술이 접목된 선진 가속기 시설로 도약하기 위한 중요한 토대가 될 것으로 기대된다”고 말했다.