한국원자력연구원의 새로운 기준입니다.
KAERI 인(人)사이드는 우수성과 과제 참여 연구자를 만나는 코너입니다.
연구와 관련된 일화부터 연구원들의 일상까지 다양한 이야기를 들어봅니다.
첫 번째로 ‘형광판을 이용한 양성자 빔 프로파일 품질 보증(QA)의 정확도 향상을 위한 딥러닝 기반 빔 프로파일 복구 방법론 개발’이라는 우수성과를 달성한 입자빔이용연구부의 정광일 선임기술원과 이재현 선임연구원을 만나봤습니다.
정광일 선임기술원 입자빔이용연구부에서 양성자 표적실 운영과 이용자 빔 서비스 업무를 맡고 있는 정광일 선임기술원입니다.
이재현 선임연구원 입자빔이용연구부의 이재현입니다. 학위 과정에서 전자가속기 관련 연구를 했고, 현재는 양성자과학연구단에서 양성자 빔 조사 실험을 지원하는 업무를 맡고 있어요.
정광일 선임기술원 고등학생 때부터 물리, 화학에 관심이 많았어요. 그중에서도 눈에 보이지 않는 미시 세계의 원리를 이용해 에너지를 만드는 원자력을 깊이 공부해 보고 싶다는 생각이 들어 원자력공학을 전공하게 됐죠. 원자력공학을 전공한 사람이라면 KAERI는 누구나 입사하고 싶어 하는 꿈의 직장인데요. KAERI 합격 통보를 받은 날이 제 인생에서 손꼽히는 기쁜 날이에요.
이재현 선임연구원 학위 과정에서 전자를 이용한 방사광 가속기 연구를 수행했는데요, 당시 원자력연구원에 계신 선배님께서 연구원에서 전자가속기를 산업용 장비 개발에도 활용한다는 말씀을 해주셨어요. 이를 계기로 연구용을 넘어 산업적 응용에도 관심이 생겨, 제 연구 분야를 넓히고자 원자력연구원과 인연을 맺게 됐어요.
정광일 선임기술원 현재 양성자 표적실인 TR23/TR103에서는 P43 형광판과 CMOS 카메라를 이용해서 양성자 빔 튜닝을 위한 실시간 프로파일 모니터링과 빔 프로파일 품질 보증을 위한 균일도를 측정하고 있어요. 빔 프로파일 측정 방법을 신뢰할 수 있도록 만들기 위해서는 빔 프로파일의 노이즈화와 포화 두 가지 유형의 품질 저하 현상을 해결해야 해요. 이 현상을 해결하기 위해 딥러닝을 이용한 빔 프로파일 복구 기법을 개발했어요. 학습된 모델을 이용해 품질 저하된 빔 프로파일을 성공적으로 실제 값에 가깝게 복구하는 데 성공했죠.
정광일 선임기술원 우리 연구실은 양성자의 높은 전류 밀도로 인해 발생하는 형광판의 빔 노이즈화와 포화 현상을 AI 모델을 통해 제거했어요. 그래서 빔 프로파일의 측정 정확도를 높였죠. 이로 인해 기존의 필름을 이용해 일일이 빔 형상을 보는 비효율적인 방식에서 벗어나 효율적으로 빔 형상과 균일도를 확인할 수 있게 했어요. 결과적으로 이용자들에게 더 많은 빔 사용 시간을 제공할 수 있게 된 거예요.
정광일 선임기술원 대학원 석사학위 졸업 주제로 이번 연구를 진행했어요. AI를 활용한 연구가 처음 접하는 영역이었죠. 처음에는 막막했지만, 많은 시행착오와 주변 박사님들과 교수님의 도움 덕분에 아이디어를 구현하는 데 성공할 수 있었어요. 결과를 토대로 논문 게재까지 할 수 있었죠.
이재현 선임연구원 양성자 빔 조사 서비스는 24시간 운영돼요. 12시간씩 교대근무를 하는 상황에서 이번 성과를 내는 것이 가장 힘들었죠. 하지만 이런 어려움을 극복하고, 기존의 방사선 감응 필름을 이용한 번거로운 양성자 빔 분석 방식 대신 AI를 접목해 더 효율적인 분석이 가능해졌을 때 가장 보람을 느꼈어요.
정광일 선임기술원 2년 전에 처음으로 해외학회에 가서 연구한 내용을 발표한 적이 있어요. 해외 여러 기관에서 저와 비슷한 연구를 하는 연구자들과 얘기를 나눴는데요. 그들도 저와 비슷한 고민을 하고, 색다른 시각으로 해결점을 찾으려 애쓰는 것을 알 수 있었죠. 그때 경험이 연구라는 것에 좀 더 자신감을 가지게 된 계기가 됐어요. 열린 마음으로 연구를 대할 수 있게 된 계기이기도 해요.
이재현 선임연구원 20대에 우연히 무에타이와 복싱을 접하게 됐어요. 원래 소심하고 앞에 나서는 것을 두려워하는 성향이라 제겐 큰 도전이었죠. 하지만 운동을 하면서 스트레스도 해소할 수 있었고, 시합에 나가 사각의 링과 관중들의 함성을 직접 경험하면서 큰 자신감을 얻게 됐어요. 이 도전과 경험은 연구를 수행할 때도 긍정적인 영향을 줬어요. 새로운 일에 도전하고 발전할 수 있는 계기가 됐거든요.
정광일 선임기술원 양성자 빔 서비스가 24시간 운영되고 있어서 운영의 효율성이 더욱 중요해지고 있어요. 표적실의 빔 진단 장비와 소프트웨어 성능 개선과 같은 지속적인 업그레이드를 통해 안정적인 빔 서비스 운영 체계를 구축해 나갈 계획이에요.
정광일 선임기술원 ‘시작이 반이다’라는 말처럼, 좋은 아이디어를 머릿속에만 담아 두는 것이 아닌 주변 동료들에게 공유해 같이 고민하기 시작한다면 더 좋은 방향으로 발전될 가능성이 높아지고 아이디어를 실제로 구현할 수 있게 된다고 생각해요.
이재현 선임연구원 제가 가장 좋아하는 문장은, 스티브 잡스가 스탠퍼드대학교 졸업식 연설에서 말한 ‘Keep looking, Don’t settle’이에요. 연구에서든 생활에서든, 진정으로 좋아하고 즐길 수 있는 것을 찾기 위해 늘 호기심을 잃지 않고 끊임없이 노력하는 자세를 가지려고 해요.