중이온가속기 '라온', 희귀동위원소 레이저분광 국내 첫 성공

(서울=뉴스1) 김민수 기자 = 국내 연구진이 중이온가속기 '라온'(RAON)에서 희귀동위원소를 레이저로 분석하는 실험에 처음 성공했다.

기초과학연구원(IBS) 중이온가속기연구소는 공군사관학교, IBS 희귀 핵 연구단, 고려대, 한국교원대, 한국원자력연구원 공동 연구팀이 소듐(Na) 동위원소 빔을 활용한 레이저분광 실험에 국내 최초로 성공했다고 30일 밝혔다.

희귀동위원소는 자연계에 거의 없거나 짧은 시간만 존재하는 원소다. 우주에서 원소가 어떻게 만들어졌는지, 원자핵 내부 구조가 어떤지 밝히는 데 쓰인다. 다만 만들어진 뒤 금세 사라지는 경우가 많아 정밀하게 측정하기 어렵다.

이번 실험은 라온에서 만든 희귀동위원소를 레이저로 분석해 핵 구조 정보를 얻을 수 있는지 확인한 것이다. 레이저분광은 원자나 이온에 레이저를 쏴 에너지 변화를 측정하고, 이를 통해 원자핵의 성질을 파악하는 기술이다.

연구팀은 동축 레이저분광장치(CLaSsy)를 활용했다. 이 장치는 빠르게 이동하는 이온·원자 빔과 레이저를 같은 방향으로 맞춰 희귀동위원소가 사라지기 전에 측정할 수 있도록 설계됐다.

이번 성과는 라온이 희귀동위원소를 만드는 시설을 넘어, 만들어진 희귀동위원소를 정밀하게 분석하는 연구시설로 활용될 수 있음을 보여준 사례다. 연구 결과는 가속기·검출기 분야 국제학술지 '저널 오브 인스트루멘테이션'(Journal of Instrumentation)에 게재됐다.

박성종 IBS 중이온가속기연구소 연구위원은 "이번 성과는 CLaSsy 장치의 성능 검증에 머무르지 않고 중이온가속기에서 다양한 레이저 기술 활용 가능성을 입증한 사례"라며 "앞으로 레이저 활용장치가 라온의 희귀동위원소 연구를 위한 핵심 장치가 될 것"이라고 말했다.

권면 IBS 중이온가속기연구소장 직무대행은 "이번 성과는 중이온가속기 시설에서 레이저 기술이 희귀핵 연구에 활용된 국내 첫 사례"라며 "라온이 첨단 레이저 기술이 접목된 선진 가속기 시설로 도약하기 위한 중요한 토대가 될 것"이라고 밝혔다.

kxmxs4104@news1.kr