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[IT뉴스]포항서 쌓은 30년 노하우가 1조원 짜리 ‘노벨상 제조기’로

온카뱅크관리자

2026-08-24 16:17:25

<div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> [르포]과학계 경부고속도로 포항 방사광가속기‘4세대’ 한국새빛가속기 본격 착공 우여곡절 끝 만든 포항가속기가 토대 
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 <img alt="경북 포항 포스텍 캠퍼스에 자리한 포항방사광가속기(원형 시설)와 'X선 자유전자레이저'(직선형 시설) 전경. 포항방사광가속기는 1994년 준공 이후 30년 넘게 국내 방사광 연구와 가속기 기술 축적의 기반 역할을 해왔다./포스코홀딩스" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202608/24/chosun/20260824161238889ljwj.jpg" data-org-width="5000" dmcf-mid="fkBqaHRfG2" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img1.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202608/24/chosun/20260824161238889ljwj.jpg" width="658">
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 경북 포항 포스텍 캠퍼스에 자리한 포항방사광가속기(원형 시설)와 'X선 자유전자레이저'(직선형 시설) 전경. 포항방사광가속기는 1994년 준공 이후 30년 넘게 국내 방사광 연구와 가속기 기술 축적의 기반 역할을 해왔다./포스코홀딩스
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 충북 청주 오창에서 최근 축구장 75개 크기 부지에 사업비 1조1643억원이 들어가는 ‘한국새빛가속기’ 건설이 시작됐다. 이는 4세대 방사광가속기로, 전자를 빛에 가까운 속도로 가속해 만든 강한 빛으로 물질의 원자 배열과 상태를 들여다보는 ‘초대형 현미경’이다. 일반 현미경으로는 작은 물체를 볼 수 있지만 꿈의 현미경으로 불리는 방사광가속기는 원자나 분자 수준까지 수백만 배 밝고 선명하게 볼 수 있다. 기초과학은 더 작고 빠른 칩 개발, 더 오래가는 배터리 개발, 단백질 구조 분석을 통한 치료제 개발, 새로운 물질 발견 등 최신 기술 연구에 활용된다.
 이 최첨단 연구 시설을 한국이 직접 설계하고 지을 수 있게 된 밑바탕에는 포항에서 쌓은 30년의 경험이 있다. 1994년 완공된 국내 첫 방사광가속기인 포항방사광가속기를 직접 건설하고 운영하면서 설계, 제작, 초정밀 제어 기술을 축적한 것이다. 당시 “한국 기술로는 불가능하다”는 평가를 받았던 시설이 이제는 더 높은 수준의 차세대 가속기를 만드는 기반이 됐다. 과도한 투자라는 초기 비판에도 산업화 길을 뚫은 경부고속도로처럼 한국 과학계에 기틀을 닦았다는 평가가 나오는 이유다.
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 <img alt="과학기술정보통신부와 한국기초과학지원연구원(KBSI)은 지난 달 27일 충북 청주 오창에서 한국새빛가속기의 공사 시작을 알리는 착공식을 열었다. 사진은 한국새빛가속기 조감도./KBSI" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202608/24/chosun/20260824161240232wogm.jpg" data-org-width="700" dmcf-mid="yZCIzg1y57" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img4.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202608/24/chosun/20260824161240232wogm.jpg" width="658">
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 과학기술정보통신부와 한국기초과학지원연구원(KBSI)은 지난 달 27일 충북 청주 오창에서 한국새빛가속기의 공사 시작을 알리는 착공식을 열었다. 사진은 한국새빛가속기 조감도./KBSI
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 ◇“가속기는 노벨상 제조기”
 지난 18일 경북 포항 포스텍 캠퍼스에 있는 포항가속기를 찾았다. 두께 1m 콘크리트 벽 안의 원형 터널에는 은색 배관과 각종 장치가 둘레 281m를 따라 끝없이 이어져 있었다. 이 안에서 빛에 가까운 속도로 가속된 전자가 1초에 100만번 넘게 돌면서 태양빛보다 100억배 밝은 방사광을 만들어낸다. 바로 옆에는 롯데월드타워 2개를 눕힌 길이인 1.1㎞의 직선형 ‘X선 자유전자레이저’가 자리 잡고 있다. 포항가속기보다 짧고 강한 광원으로 물질의 구조와 움직임을 포착하는 연구 장비다.
 두 시설을 찾는 국내외 연구자는 한 해 8000명이 넘는다. 신약, 반도체, 태양전지, 차세대 배터리 등 각종 첨단 연구가 이곳에서 이뤄진다.
 포항가속기의 시작은 1980년대로 거슬러 올라간다. 박태준 당시 포항제철 회장이 김호길 포항공대 초대 학장에게 학교를 맡아달라고 하자, 김 학장은 “방사광가속기를 지어달라”는 조건을 내걸었다. 그게 뭐냐고 묻는 박 회장에게 김 학장은 “노벨상 제조기”라고 답했다고 한다. 노벨상급 연구를 하려면 반드시 있어야 할 시설이라는 뜻이었다.
 당시 1500억원을 들여 가속기를 짓는 데는 반발도 컸다. 방사광가속기를 보유한 나라 자체가 손에 꼽히고, 관련 기술도 부족했던 시절이었다. 착공 1년여 만에 예산 부족으로 사업이 사실상 멈추기도 했다. 설계 경험이 없어 초기에는 미국의 기술 지원에 의존했지만 이마저 중간에 끊겼다.
 김재영 포항가속기연구소장은 “미국에서 확보하지 못한 기술은 중국에서 찾고, 구할 수 없는 장비는 직접 만들면서 결국 완성했다”고 했다. 그렇게 하나씩 쌓인 경험이 30년 뒤 새빛가속기의 설계·제작 기술로 이어졌다.
 ◇“서울~부산 차도 0.1㎜ 이내 수준”
 새빛가속기 전체 사업비 가운데 약 6000억원은 포항에서 만드는 가속기 장치 등에 투입된다. 핵심은 전자가 지나는 초정밀 궤도 설계다. 수만 개 장치를 동시에 조정해 전자가 가장 안정적으로 돌 수 있는 최적의 궤도, 이른바 ‘골든 오빗’을 찾아야 한다.
 전자가 한 바퀴 돌고 제자리로 돌아왔을 때 목표 궤도에서 벗어나는 오차는 0.1㎛(마이크로미터·100만분의 1m) 이내로 유지해야 한다. 자동차가 서울에서 부산까지 달리면서 차선에서 0.1㎜도 벗어나지 않는 수준이다. 이런 상태를 하루 24시간, 연간 190일가량 안정적으로 유지해야 한다. 연구소는 AI(인공지능)를 활용해 수만 번씩 계산을 반복하며 최적의 운전 조건을 찾는 노하우를 쌓고 있다.
 건물을 짓는 것부터 일반 연구 시설과 다르다. 미세한 진동은 나노미터(㎚·10억분의 1m) 단위로 관리하고 온도와 습도도 정밀하게 유지해야 한다. 포항가속기는 영일만의 조수 변화로 지반에 생기는 1~2㎛ 수준의 미세한 움직임까지 고려해 설계됐다. 땅이 조금만 움직여도 전자의 궤도가 틀어질 수 있기 때문이다.
 새빛가속기에는 포항가속기보다 한층 높은 정밀 기술이 필요하다. 더 밝고 정교한 빛을 사용하는 만큼 측정 시간은 짧아지고, 실험에서 만들어지는 데이터는 크게 늘어난다. 김 소장은 “3세대 가속기가 사람의 연구 속도였다면 새빛가속기는 AI 속도에 맞춰지게 될 것”이라며 “AI가 연구 생산성을 조금 높이는 정도가 아니라, AI를 제대로 활용하지 못한다면 장치를 지을 이유가 없어질 정도로 데이터가 많아질 수 있다”고 했다.
 정부는 2029년 말까지 새빛가속기 본체와 실험실 역할을 하는 빔라인 10기를 완공할 계획이다. 완공되면 국내 기초과학 연구뿐 아니라 반도체·이차전지·신약 등 첨단산업 연구에 활용된다.
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