정동오 기초과학연구원 박사(중이온가속기 건설구축사업단)팀이 가속기 빔 이동과정에서 운전장애를 일으킬 수 있는 새로운 공명현상을 세계 최초로 발견했다고 8일 밝혔다.
가속기의 빔 이동은 돋보기로 햇빛을 모으는 것처럼 4극 자석을 활용해 빔을 모으는 방식으로 이뤄진다. 이 과정에서 빔의 진동주파수가 특정 주파수와 일치하는 경우에 빔 입자 간 상호 밀어내는 힘으로 빔이 정상궤도에서 이탈하는 공명현상이 나타난다.
공명현상은 가속관으로 이동 중인 빔의 손실로 이어져, 가속관 내부에 손상을 입히고 가속기 운전·실험을 중단시키는 원인이 된다. 따라서 새로운 공명현상을 파악할 수 있게 되면, 가속기 운전 시 발생할 수 있는 빔의 이탈과 손실을 예방할 수 있어 그만큼 운전효율을 높일 수 있다.
연구팀이 새롭게 밝혀낸 공명현상은 전체 빔이 모이는 구간 중(0°~180°) 90°~120° 구간에서 발생하는 6차 공명현상이다.
연구팀은 이번 연구결과가 2021년에 완공될 우리나라 중이온가속기는 물론 미국 희귀동위원소빔시설(FRIB), 스웨덴 핵파쇄원(ESS), 국제열핵융합실험로(ITER)의 융합재료조사시설(IFMIF) 등 가속기 선진국들의 대형 차세대 가속기의 운전효율을 높이는 데도 적용될 수 있을 것으로 전망했다.
백나영기자 100na@dt.co.kr
가속기의 빔 이동은 돋보기로 햇빛을 모으는 것처럼 4극 자석을 활용해 빔을 모으는 방식으로 이뤄진다. 이 과정에서 빔의 진동주파수가 특정 주파수와 일치하는 경우에 빔 입자 간 상호 밀어내는 힘으로 빔이 정상궤도에서 이탈하는 공명현상이 나타난다.
공명현상은 가속관으로 이동 중인 빔의 손실로 이어져, 가속관 내부에 손상을 입히고 가속기 운전·실험을 중단시키는 원인이 된다. 따라서 새로운 공명현상을 파악할 수 있게 되면, 가속기 운전 시 발생할 수 있는 빔의 이탈과 손실을 예방할 수 있어 그만큼 운전효율을 높일 수 있다.
연구팀이 새롭게 밝혀낸 공명현상은 전체 빔이 모이는 구간 중(0°~180°) 90°~120° 구간에서 발생하는 6차 공명현상이다.
연구팀은 이번 연구결과가 2021년에 완공될 우리나라 중이온가속기는 물론 미국 희귀동위원소빔시설(FRIB), 스웨덴 핵파쇄원(ESS), 국제열핵융합실험로(ITER)의 융합재료조사시설(IFMIF) 등 가속기 선진국들의 대형 차세대 가속기의 운전효율을 높이는 데도 적용될 수 있을 것으로 전망했다.
백나영기자 100na@dt.co.kr
[ 저작권자 ⓒ디지털타임스, 무단 전재 및 재배포 금지 ]
