원자력연, 중이온빔 실험시설 'KAHIF' 본격 가동

[아이뉴스24 최상국 기자] 한국원자력연구원은 원전 안정성 향상 및 재료연구에 활용하기 위해 구축한 중이온 빔조사 시험시설 'KAHIF'를 본격 가동한다고 24일 밝혔다.

원자력연이 구축한 고주파 선형가속기 기반 중이온빔 조사시험시설 ‘KAHIF(Korea Atomic Energy Research Institute Heavy Ion Irradiation Facility)’는 2015년 6월부터 약 3년 7개월간 27억원 규모의 사업비를 투입한 중견급 연구시설로, 지난해 말 완공이후 지금까지 성능 확인을 위한 시험가동을 해 왔다.

KAHIF는 가벼운 헬륨 이온부터 철, 제논(xenon) 등 무거운 이온에 이르는 여러 종류의 중이온을 핵자당 1MeV(메가전자볼트)로 가속 후 표적에 조사(照射)해 재료의 특성을 연구하고, 소재의 성능을 시험·평가하는 장치다.

그동안 국내에는 중이온빔 조사시험시설이 없어서 국내 연구자들은 비싼 이용료를 지불하면서 이용시간도 상당히 제한적인 국외 가속기 시설을 이용할 수밖에 없었다.

현재 기초과학연구원(IBS)이 구축하고 있는 중이온가속기 '라온'과 같이 고주파 선형가속기를 이용하지만 빔출력은 200분의 1수준이다.

원자력연은 KAHIF가 ‘원전 안전성 향상’ 분야에 주로 활용될 것으로 보고 있다. 가동 중인 원자로와 핵융합로에서 방출되는 다량의 이온 및 중성자는 핵연료 피복관, 대면재, 구조재 등의 재료 특성을 변화시키면서 내구성을 약화시킨다. 따라서, 이온 및 중성자 조사 환경에 따른 재료 특성 변화를 정확히 평가하고 적합한 내구성을 갖춘 피복관 및 대면/구조재의 재료를 개발하는 일은 매우 중요하다.

원자력연은 "일본 고에너지가속기연구기구(KEK)와 국제협력을 통해 가속기의 일부 핵심 장치를 제공받고, 이를 다시 국내 실정에 맞게 업그레이드함으로써 학계와 산업계 수요에 최적화된 중이온빔 인프라를 보유하게 됐다"면서 "연구자들이 양질의 연구 성과를 창출할 수 있도록 충분한 빔 이용시간을 제공하고, 이용자의 피드백을 반영한 성능 점검 및 개선에도 힘쓸 것”이라고 밝혔다.

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