경북 동해안 연구·개발(R&D) 특구 지정의 가장 큰 경쟁력으로 볼 수 있는 것은 바로 가속기다.

포항에 있는 3세대 방사광 가속기와 내년 완공 예정인 4세대 방사광 가속기, 경주의 양성자 가속기까지 모두 3대의 가속기가 한 지역에 몰려 있는 것이다. 이러한 사례는 세계적으로도 유일무이하다. 가속기는 아직 인류가 밝혀내지 못한 모든 현상의 비밀을 풀 수 있는 ‘꿈의 장치’로 불린다.

경북 포항에 설치된 제3세대 방사광 가속기에서 연구원들이 가속기를 점검하고 있는 모습. 포스텍 제공

이 중 방사광 가속기는 인간의 눈으로 볼 수 없는 분자 모양이나 세포의 내부까지 들여다볼 수 있는 일종의 현미경이다. 방사광 가속기는 전자를 가속한 뒤 직진하는 전자가 방향을 바꿀 때 발생하는 방사광을 만들어 내는 원리를 이용한다.

3세대 방사광가속기는 태양광의 1억배 더 밝은 빛을 내며 4세대는 3세대보다 100억배 더 밝은 빛을 낼 수 있다. 이렇게 발생한 빛으로 3세대는 피코(10의 마이너스 13승에 해당)초, 펨토(10의 마이너스 15승에 해당)초 단위로 물질의 정적(3세대) 및 동적(4세대)인 이미지를 분석할 수 있게 되는 것이다.

활용도도 다양하다. 바이러스의 유전자를 조작하고 단백질의 입체구조를 파악해 신약 개발을 하거나 광합성의 중간 과정을 분석해 석유화학산업과 환경 및 저탄소 산업, 광촉매 산업 등에도 쓸 수 있다. 또 리튬이온 전지, 연료전지, 태양전지와 같은 녹색 에너지 산업의 발전에도 기반이 될 수 있다.

4세대 방사광 가속기 사업은 내년으로 예정된 완공까지 모두 4260억원이 투입된다. 완공을 마치면 우리나라는 미국과 일본에 이어 세계에서 세 번째로 4세대 방사광 가속기를 보유한 국가가 된다.

2011년 완성된 경주 양성자 가속기(최대 가속 에너지 100MeV)는 수소의 원자핵에서 떼어낸 양성자를 두 개의 금속판 전극 사이에서 빠르게 움직여 여러 물질의 원자들에 부딪히게 해 물질을 변화시키거나 동위원소를 생산한다. 나노기술, 정보통신, 생명공학, 우주항공 등 다양한 분야에서 활용할 수 있다.

대구=전주식·이정우 기자

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