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[IT뉴스]'꿈의 현미경' 한국새빛가속기 첫삽…멀티모달 연구시대 연다

온카뱅크관리자

2026-07-27 14:37:28

<div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> 총 사업비 1조1643억원 투입…반도체·이차전지·바이오 기술 끌어올려 축구장 약 74개 해당하는 54만㎡ 규모 부지 조성…둘레만 800m 원형 저장링에서 초당 37만5000회 회전…세계 4위 수준 성능 전문인력 확보 향후 과제…고려대·포항공대 등과 연계해 인재 키워 
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 과학기술정보통신부와 한국기초과학지원연구원은 27일 오전 충북 청주시 오창 방사광가속기 부지에서 한국새빛가속기 착공식을 열었다. [사진=KBSI]
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 반도체와 이차전지, 신약 개발에 필요한 물질의 내부 구조와 원자 배열, 전자 상태를 한 번에 분석하는 '멀티모달' 연구 시대가 열린다. 총사업비 1조1643억원이 투입되는 4세대 원형 방사광가속기 '한국새빛가속기(KLS)'가 첫 삽을 뜨며 본격적인 건설에 들어갔다.
 과학기술정보통신부(과기정통부)와 한국기초과학지원연구원(KBSI)은 27일 충북 청주시 오창 방사광가속기 부지에서 KLS 착공식을 열었다. 구혁채 과기정통부 제1차관은 축사를 통해 "KLS로 반도체와 이차전지, 바이오 산업의 기술 수준을 한 단계 끌어올리겠다"며 "정부도 사업이 성공적으로 추진될 수 있도록 예산과 정책 지원을 아끼지 않겠다"고 말했다.
 KLS는 축구장 약 74개에 해당하는 54만㎡ 규모 부지에 조성된다. 선형가속기와 부스터, 둘레 약 800m의 저장링, 빔라인 등으로 구성되는 대형 국가 연구 인프라다. 2029년 말까지 시설 구축을 완료할 계획이다. 신승환 KLS 구축사업단장은 "2030년 시범운전을 거쳐 오는 2031년부터 연구자들이 본격적으로 시설을 이용할 수 있도록 할 계획"이라고 했다.
 방사광가속기는 전자를 빛의 속도에 가깝게 가속한 뒤 원형 저장링에서 초당 약 37만5000회 회전시켜 강력한 방사광을 생성하는 연구시설이다. 이 방사광을 활용하면 물질 내부의 원자 구조와 화학적 특성, 전자 상태를 정밀하게 분석할 수 있다. '초대형 현미경'으로 불리며 반도체와 이차전지, 바이오, 신약, 첨단소재 등 다양한 분야의 연구개발(R&amp;D)에 활용된다.
 오창에 구축되는 KLS와 기존 포항 3세대 원형 방사광가속기의 가장 큰 차이는 방사광의 밝기다. 신 단장은 "가속기 성능은 저장링에 자석을 얼마나 촘촘하게 배치하느냐에 따라 달라진다"며 "4세대에서는 자석 수와 밀도가 크게 늘어나면서 방사광 밝기가 3세대보다 100배 이상 향상된다"고 짚었다. 
 밝기가 높아지면 같은 실험에 필요한 시간이 줄어들 뿐 아니라 기존에는 관찰하기 어려웠던 미세 영역까지 분석할 수 있다. 반도체 소자와 배터리 소재가 실제로 작동하는 과정에서 원자와 전자의 움직임이 어떻게 변화하는지도 실시간으로 살펴볼 수 있다.
 김재영 포항가속기연구소장은 "기존에는 물질 내부 영상과 전자구조, 원자구조를 각각 따로 측정했다"며 "KLS가 가동되면 이 세 가지 정보를 한 번에 분석할 수 있는 새로운 연구 시대가 열릴 것"이라고 강조했다.
 KBSI는 우선 10기의 빔라인을 구축한 뒤 장기적으로 40기까지 확대할 계획이다. 빔라인은 가속기에서 생성된 방사광을 실험 장치까지 전달하는 통로다. 초기 빔라인 가운데 3기는 산업계 우선 지원용으로 배정해 바이오·신약, 이차전지·첨단소재, 반도체 연구를 지원한다. 나머지 7기는 기초과학과 학술 R&amp;D에 활용한다. '
 신 단장은 "초기 10개 빔라인의 구성은 정해졌지만 각 빔라인에서 어떤 과학적 성과를 낼 것인지는 이용자들과 계속 논의하고 있다"며 "이 같은 협력 체계를 향후 40개 빔라인 구축 과정에도 적용할 계획"이라고 했다. 
 사업단은 KLS가 세계 최고 수준의 가격 대비 성능을 갖출 것으로 보고 있다. 중국 등 일부 국가는 저장링 둘레를 1.3~1.4㎞ 이상으로 늘려 에너지와 성능을 극대화하고 있지만, KLS는 국내 연구자와 기업이 주로 활용할 실험 영역에서 최고 수준의 성능을 내도록 설계했다.
 신 단장은 "밝기를 기준으로 하면 설계 시점에서 세계 3위 수준"이라며 "향후 10~20년 동안에도 세계 4위 수준의 성능을 유지할 것으로 예상한다"고 말했다.
 KLS에서 생산되는 대규모 연구데이터도 새로운 연구 자원이 될 전망이다. 본격 가동되면 하루 약 1페타바이트(PB)의 데이터가 생성될 것으로 예상된다. 이는 1테라바이트(TB) 용량의 개인용 하드디스크 약 1000개를 채울 수 있는 규모다.
 KBSI는 포항가속기연구소 등 관계기관과 협력해 방사광가속기 데이터를 저장·공유하고 인공지능(AI)으로 분석하는 체계를 구축할 계획이다. 기존에는 연구자가 데이터를 가져가 개별적으로 분석했다면 앞으로는 축적된 데이터를 공동 활용해 새로운 연구 결과를 도출한다는 구상이다.
 KLS가 가동되면 포항 방사광가속기에 집중된 연구 수요도 일부 분산될 것으로 예상된다. 현재 포항가속기에는 연간 3000건이 넘는 실험 제안서가 접수되며, 빔타임 경쟁률은 평균 약 2.5대 1 수준이다. 다만 초기 10개 빔라인만으로는 현재 수요를 모두 충족하기 어려울 전망이다.
 김 소장은 "KLS가 준공되더라도 초기 단계에서는 빔타임 경쟁 문제가 바로 해소되지는 않을 것"이라며 "장기적으로 40개 빔라인을 모두 구축해야 현재 수요를 상당 부분 충족할 수 있을 것"이라고 이야기했다. 이어 "방사광가속기는 새로운 측정 기술이 개발될수록 활용 수요도 계속 늘어나는 시설"이라며 "40개 빔라인이 구축되는 시점에는 연구 수요도 지금보다 더 증가해 있을 가능성이 있다"고 전망했다. 
 전문인력 확보는 향후 과제로 꼽힌다. 가속기 설계와 운영, 빔라인 활용에 필요한 국내 전문인력 기반이 아직 충분하지 않기 때문이다. 사업단은 대학의 가속기 인력양성 과정과 해외 연구자 네트워크를 활용해 인력을 단계적으로 확보할 계획이다.
 신 단장은 "충북대와 고려대 등 대학의 가속기 관련 교육·인력양성사업과 연계해 전문인력을 확보하고 있다"며 "미국 한인과학기술자협회와 해외 방사광가속기 연구자 네트워크를 활용해 우수한 해외 인재도 유치하고 있다"고 했다. 
 이어 "2029년 완공까지는 포항가속기연구소의 전문인력이 사업을 뒷받침하고 있다"며 "해외 핵심 인재 유치와 국내 인력양성을 병행하면 시설 구축과 운영에 필요한 인력을 확보할 수 있을 것으로 본다"고 덧붙였다.
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