중이온가속기 1000개 장치 하나로 연동하는 기술 국산화 성공

2018.12.13 19:53
중이온가속기(RAON) 시설 조감도. - 기초과학연구원(IBS) 제공
중이온가속기(RAON) 시설 조감도. - 기초과학연구원(IBS) 제공

국내 연구진이 세계 최대 규모의 선형 중이온가속기인 ‘한국형중이온가속기(RAON·라온)’를 구성하는 입사기, 초전도가속모듈, 전자석 등 1000여 개 장치들의 동작 시각을 10㎱(나노초·1㎱는 10억 분의 1초) 수준으로 정밀하게 연동할 수 있는 ‘타이밍시스템’을 독자 개발하고 이를 실용화 하는 데 성공했다.

 

이상일 기초과학연구원(IBS) 중이온가속기건설구축사업단 제어연구그룹장(연구위원) 연구팀은 라온 중이온가속기의 구성장치들을 동기화해 전체가 하나처럼 작동할 수 있게 해 주는 핵심 장비인 타이밍시스템을 개발해 국산화 하는 데 성공했다고 13일 밝혔다. 그동안은 핀란드의 마이크로리서치핀란드(MRF)가 개발한 상용제품이 국내외에서 널리 사용돼 왔다.

 

연구진은 지난해 6월 개발한 시제품을 바탕으로 실용제품을 완성하고 최근 발주했다. 사업단은 올해 말부터 내년 하반기까지 두 차례에 걸쳐 총 106대의 타이밍시스템 실용제품을 설치할 계획이다. 이 그룹장은 “수입 장치를 대체함으로써 얻을 수 있는 비용 절감 효과는 13억 원에 이른다”며 “라온의 장치 활용도와 성능 향상에도 도움이 될 것”이라고 설명했다.

 

이상일 기초과학연구원(IBS) 중이온가속기건설구축사업단 제어연구그룹장이 최근 국산화에 성공한 타이밍시스템을 소개하고 있다. - IBS 제공
이상일 기초과학연구원(IBS) 중이온가속기건설구축사업단 제어연구그룹장이 최근 국산화에 성공한 타이밍시스템을 소개하고 있다. - IBS 제공

국제과학비즈니스벨트 조성사업의 일환으로 대전 신동 지구에 건설 중인 총 길이 500m의 라온은 양성자부터 우라늄까지 다양한 중이온을 빛의 속도 절반 수준까지 가속, 충돌시키는 가속기다. 희귀 동위원소를 얻을 수 있고 fs(펨토초·1fs는 1000조분의 1초) 단위로 살아 있는 세포까지 관찰할 수 있어 다양한 신물질 연구와 신약 개발, 우주 등 극한환경 연구 등에 활용될 것으로 기대를 모은다.

 
이번에 개발된 라온 타이밍시스템은 수 ㎲(마이크로초·1㎲는 100만분의 1초) 수준의 정밀도로 동기화된 시각정보와 12.3㎱ 단위의 고정밀 트리거 신호를 제공한다. 전송속도도 기존 해외제품의 2배다. 기존 상용제품의 4배인 32개 입출력 포트를 제공해 구축비용을 절감할 수 있고, 32비트 이벤트코드체제로 기존 16비트 체제보다 9배가량 확장성이 높다. 고비용의 산업표준 플랫폼 대신 프로그래머블반도체(FPGA)와 오픈소스 운영체제(OS) 기반의 ‘시스템온칩(SoC)’으로 구현돼 단기간에 소프트웨어 개발이 가능하고 저전력으로 높은 성능을 낼 수 있다는 장점도 있다.

 

한편 이날 이상민 더불어민주당 의원은 국회의원회관에서 ‘국제과학비즈니스벨트 거점지구 예산 미반영 대책 마련 긴급 간담회’를 개최했다. 내년도 정부 예산안에서 과학벨트 예산이 크게 삭감된 데 따른 것이다. IBS 2차 건립사업을 위한 건축물 설계비 20억 원은 아예 통째로 빠졌다. 임대식 과학기술정보통신부 과학기술혁신본부장은 “현재 IBS 본원에도 공간적 여유가 있어 2020년 이후 2차 건립이 시작돼도 연구단을 충분히 만들 수 있다는 지적이 있었다”며 “예산확보 과정에서 지적된 문제점을 개선해 차기년도 예산에서는 차질 없이 반영될 수 있도록 하겠다”고 밝혔다.

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