희귀동위원소 가속기와 핵 과학

by Prof. 용균 김 (한양대학교)

Thursday Apr 7, 2011, 5:00 PM → 6:00 PM Asia/Seoul

206호 (제1과학관)

19세기 말에 방사선이 처음 발견된 이후, 방사성 동위원소와 원자핵에 대한 연구가 활발히 진행되었으며, 최근까지 핵 과학자들은 가속기, 원자로 등을 이용한 핵반응 실험과 다양한 핵 과학 연구를 통하여 3000여종의 동위원소 핵 종을 발견하는데 성공하였다. 그러나 아직도 핵 도표 상의 미지의 영역(Terra incognita)에 발견하지 못한 희귀동위원소가 3000종에서 6000종까지 이를 것으로 예측되고 있다. 특히 별의 진화 과정과 중 원소(Heavy element)의 생성 기원에 대한 과학적인 해답을 얻기 위해서는 이러한 희귀 동위원소들의 존재 여부와 핵 적 특성(질량, 반감기, 핵반응 단면적 등)을 알아내야만 한다. 우리나라에서도 희귀동위원소 이온 빔을 생성하고 가속하여 물리, 화학, 재료, 바이오, 의학 등 다양한 분야의 연구에 활용하기 위한 대형 연구 시설인 KoRIA(Korea Rare Isotope Accelerator)를 국내에 설치하기 위하여 개념 설계 연구를 수행하였다. KoRIA는 ISOL(Isotope Separator On-Line) 시스템과 IFF(In Flight Fragmentation) 시스템을 동시에 활용 가능하도록 설계하여, 국외의 기존 연구시설보다 강도가 높고 다양한 종류의 희귀동위원소 빔을 생성할 수 있도록 하였다. 양성자부터 238U까지 모든 종류의 안정한 중이온을 가속시킬 수 있을 뿐 아니라, ISOL에서 발생시킨 희귀동위원소 빔을 IFF 시스템에서 다시 가속하여 핵반응을 일으킴으로써, 현재까지 아무도 발견하지 못한 새로운 원자핵(more exotic nuclei)을 생성 가능하도록 설계에 반영하였다. KoRIA는 핵물리학 연구뿐만 아니라 원자물리학 연구, 재료 물성 연구, 차세대 원자로 연구, 치료 방사선 연구에서 우리나라의 과학 경쟁력을 획기적으로 향상시킬 수 있는 세계적인 연구 시설이 될 것으로 기대된다.