▲ 국가핵융합연구소에서 개발한 전도냉각형 초전도 이온발생장치 ‘SMASHI’.

국내 연구진이 헬륨이 필요없는 무냉매 초전도 이온원 개발에 성공해 냉각 구축·가동비가 1/10로 줄어들 것으로 보인다.

유현종 국가핵융합연구소(소장 권면) 박사팀과 중소기업 JH엔지니어링(대표 박광명)이 3년간 공동연구해 100% 국산기술로 전도냉각형 초전도 이온발생장치를 개발했다.

이 장치는 냉동기에 연결된 열전도체로 냉각하는 전도냉각방식을 활용해 이온을 생성하는 기술로 기존의 초전도체 냉각 냉매인 액체헬륨을 사용하지 않는다. 고가의 액체헬륨과 관련 부대장치가 필요 없으며 유지전력량도 초당 150kW에서 10kW로 낮춰 구축 및 가동비용이 평균 60~70억원에서 6~7억원으로 약 1/10로 절감하게 된다.

이 기술은 중이온가속기의 이온발생장치 및 암 치료 등에 활용되는 중이온치료기의 차세대 이온발생장치로도 사용가능하며, 수입에 의존하던 반도체 이온빔 임플란터기술 등에도 활용 될 수 있다.

또한, 기존의 이온을 활용한 마이크로(106) 수준 물질연구를 나노(109)수준으로 확장해 물질의 변화를 더욱 세밀하게 가공·관찰할 수 있어 새로운 차원의 신소재 개발을 기대할 수 있다.

고전하 이온빔과 물질의 반응을 이용하면, 신약개발을 위한 바이오 물질과 생체세포 연구, 초소형의 차세대 반도체 개발 등 다양한 미래 선도형 연구에 적용할 수 있다. 그간 비용과 전력면에서 국가 대형연구개발에만 제한적으로 사용되었던 활용도 높은 고전하 이온을 산업분야에서도 이용할 수 있게 된 것이다.

첨단 초전도기술인 무냉매 전도냉각 방식 이온발생장치 개발은 프랑스, 러시아, 일본에 이은 세계 4번째 성공 쾌거이다.

박광성 JH엔지니어링 대표는 “무냉매 전도냉각형 초전도 이온원 기술은 획기적인 비용절감과 활용범위를 확대할 수 있어 국내 뿐 아니라 인도 및 중국 등 해외에서도 깊은 관심을 보이고 있으며, 연간 10%의 성장률과 5.4조원 이상의 산업·의료용 가속기 시장에서 다양하게 적용이 가능해 첨단산업 분야의 우위 선점과 높은 시장성을 기대한다”고 전망했다.