- 원자력硏 첨단방사선연구소, 방사선이용 연구로 대한민국 방사선기술 전초기지로 자리잡아 -
- 전자선실증연구시설과 방사선기기팹(FAB)을 필두로 방사선 관련 산업 이끌어 -

영국의 템스 강 남동쪽에 위치한 ‘그리니치’는 중세 건물들과 현대적인 첨단 건물들이 조화롭게 공존하는 곳이다. 조용하고 아담한 이 도시가 오랜 시간 전 세계인의 주목을 받은 데에는 ‘그리니치 천문대’의 공이 매우 컸다. 1884년 워싱턴 국제자오선회의를 통해 세계는 그리니치 천문대를 지구의 기준을 결정하는 선, 즉 ‘본초자오선’의 원점으로 통일하였다. 본초자오선의 등장은 오늘 날 지구의 세로 기준선인 경도와 그리니치 평균시(GMT)의 탄생에 결정적인 역할을 하였다. 런던 작은 지역의 한 천문대가 ‘경도 0°, GMT 0시’라는 시공간의 역사를 새로 쓰게 된 것이다.

그런데 우리나라에도 그리니치 천문대와 같이 세계적인 척도로서 그 역할을 자랑할 수 있는 곳이 있다. 세계 일류 방사선과학기술의 표준으로 거듭나는 한국원자력연구원 첨단방사선연구소(이하 첨단방사선연구소)가 바로 그 주인공이다.

 ‘경도 126.8°’의 전라북도 정읍시에 위치한 첨단방사선연구소는 올 해로 문을 연지 14년째를 맞는다. 방사선 융·복합 연구 성과 창출 및 관련 산업의 발전으로 국민 삶의 질 향상에 기여한다는 비전에 따라 연구소는 ▲방사선 신소재 기술 개발, ▲방사선 육종 신품종 개발, ▲지르코늄 등 차세대 의료/의약품 양산 및 공급 등의 연구 성과를 거두며 국내 방사선 융·복합기술 시장의 첨병 역할을 수행하고 있다. 또한, 출범 초인 2004년부터 연구소기업을 설립·육성(▲대한민국 1호 연구소기업 ‘콜마 BNH’(‘04년), ▲ 서울프로폴리스(’09년), 아큐스캔(‘16년))하며, 방사선기술 산업 활성화에 힘쓰고 있다.

첨단방사선연구소의 우수한 연구 성과 창출 원동력은 세계 일류 수준의 대규모 연구시설에 있다. 현재까지 구축된 6개의 대형 R&D시설은 학계가 주목하는 방사선 기초·응용 연구부터 산업체가 필요로 하는 소재 및 장치 개발, 미래 사회가 주목하는 환경 및 우주에 이르기까지 방사선기술에 관한 모든 분야의 연구개발을 가능케 한다.

이 중 지난해 10월 준공된 ‘대단위 다목적 전자선실증연구동’은 준족(駿足)의 성과를 낳을 수 있는 방사선 융·복합 기술의 요람으로 평가받는다.
 ㅇ 전자선실증연구동은 첨단 소재 개발을 위해 대형 전자선 실증연구 시설이 필요하다는 방사선 연구계 및 산업계의 수요를 반영해 약 4년간 190억원(정부 130억원, 전북도·정읍시 60억원)의 예산으로 태어났다. 10MeV(메브)와 2.5MeV전자선 가속기, 자동화 설비를 활용해 경량‧대형 복합소재, 의료‧생명공학 산업 소재, 항공우주‧해양‧국방 소재 등 다양한 첨단 신소재 개발 분야의 실증을 지원한다.

 < 대단위 다목적 전자선실증연구센터 개요 >
 (예산/규모) 190억원(정부 130, 전북도‧정읍시 60) / 건물 3,864㎡(지상 2층)
 (주요시설) 10 MeV 전자선가속기, 2.5MeV 전자선가속기, 대/중/소형 제품용 자동화 설비 및 필름/섬유/튜브용 자동화 설비 등
 (활용내용) 방사선기술 이용 시제품의 제작･가공･조립･성능시험 등 통합 검증

연구 및 실증 역할과 더불어 연구소는 방사선 소재 산업 저변 확대를 위해 해당 시설을 매개로 한 산·학·연 연계 활동에도 힘쓰고 있다. 

6월 현재 전자선실증연구동은 방사선·열경화 기술을 적용한 3대 활용 분야(▲선박 부품 및 자동차 내장재 등 ‘첨단소재’, ▲태양전지소재 등 ‘친환경 에너지’, ▲조직재생유도제, 의료기기 전극용 패치 등 ‘라이프·헬스 케어’)에서 ㈜효성, KIST 등 14개의 산업체 및 출연연과 공동연구를 수행하는 한편, 중소조선연구원 등 5개 중소기업과 MOA 체결을 통해 중소·중견기업의 기술지원 서비스를 제공하고 있다.

대단위 다목적 전자선실증연구동이 방사선 과학기술의 미래를 연구한다면, 2014년에 준공된 '방사선기기팹(FAB; FABRICATION의 준말)센터'는  방사선 센서 개발과 방사선기기 부품 제작 및 성능 검증 등 현재 산업 현장에서 널리 활용되는 방사선 기술을 연구한다. 특히, 방사선 센서의 경우, 높은 투과성능을 바탕으로 항만 컨테이너 검사 및 공항 수하물 검사기기 등 비파괴 테스트가 필요한 산업 기기에 적용 중이다.

 < 방사선기기팹(FAB) 센터 개요 >
 (예산/규모) 250억원(정부 170, 전북도‧정읍시 80) / 건물 3,300㎡(지상 2층, 지하 1층),
 (주요시설) 방사선센서 소재성장실, 방사선센서 제작 클린룸, 고주파 발생장치 실험실, 방사선 융합기기 성능시험실
 (활용내용) 방사선 센서소재/치료기/계측기, 컨테이너 검색기 등의 원천기술 개발 및 실용화

기기팹 센터의 연구 인프라는 방사선 기술자립의 성과로도 이어지고 있다. 방사선기기연구부 김한수 박사팀은 해당 시설의 센서 제작공정/소재 성능평가 인프라를 통해 ‘복합방사선 보안검색기용 영상모듈 국산화’에 성공했다고 밝혔다.

기술 국산화의 핵심은 영상모듈 핵심부품인 ‘반도체 광센서’와 ‘신호처리회로’의 자체 설계 및 제작 성공이다. 우리나라는 항만과 공항, 기업에서 사용 중인 보안검색기 및 비파괴검사장비의 90%를 수입하고 있다.

김 박사팀이 자체 제작에 성공한 영상모듈은 32개의 복합방사선(이중에너지 X-선 및 14Mev 중성자)을 이용한 광센서와 32개 채널을 동시에 신호처리 할 수 있는 회로 설계를 적용한 것이다. 특히, 복합방사선 기술을 적용한 광센서의 경우, 기존 수입품에 적용 중인 반도체 광센서 대비 120% 향상된 광 효율 구현함으로써 내부 투과성을 높이는데 성공했다.

영상모듈 국산화 성공에 대해 김한수 박사는 “이번 연구 성과는 단지 기기팹 센터와 첨단방사선연구소의 R&D 성과를 넘어 원자력연구원이 추진 중인 국산 컨테이너검색기 개발 성공과 향후 국내에서 유통될 보안검색기 및 비파괴장비검사의 국산화에도 크게 기여할 것”이라고 말했다.

대규모 연구시설을 바탕으로 활발한 연구 협력과 방사선 기술성과 창출에 앞장서 온 첨단방사선연구소는 이제 전 세계가 찾는 방사선과학기지로 자리 매김하는 중이다. 

위명환 연구소장은 “첨단방사선연구소는 그간 많은 선배님들의 도전과 헌신을 통해 명실 공히 방사선 과학기술의 요람으로 자리 잡게 되었다”며, “전자선실증연구동과 기기팹 센터 외에도 방사선조사시설과 사이클로트론, RI-Biomics 연구동, 방사선육종연구동에 이르기까지 방사선에 담긴 놀라운 비밀들을 풀어낸 첨단 연구 인프라를 기반으로 선진국과 함께 세계 방사선과학기술의 한 축으로 어깨를 나란히 할 것이다”고 말했다.

전자선실증연구동 전경