경주에 자리하고 있는 양성자가속기의 다양한 응용분야에 활용이 가능한 양성자빔 서비스 수요가 늘어나고 있는 가운데 새로운 BTS를 구축해 더 빠르고 효과적으로 품질 향상으로 제공될 것으로 보인다.

4일 한국원자력연구원 양성자과학연구단에 따르면 빔 테스트 스탠드(Beam Test Stand: BTS-BTS) 구축 및 시설검사를 완료하고, 본격 운영을 시작했다.

BTS는 이온원, 고주파 4극 가속장치(RFQ), 그리고 두 개의 빔라인으로 구성돼 있으며, 최대 에너지는 핵자당 1MeV, 가속 가능한 빔 전류는 10mA로서, 양성자가속기의 성능 및 기능을 점검할 수 있는 장비이다.

경주시 건천읍에 위치한 100MeV 양성자가속기는 지난 2013년 7월 양성자빔 서비스를 개시해 운영 10년째인 2022년 12월에 총 누적 운전시간 3만시간을 달성했다.

최근 3년간 빔 신청 경쟁률이 3대 1이 넘는 등 이용수요가 나날이 늘고 있는 추세이다. 그러나 한편으로는 양성자빔 제공기간 대부분을 이용자들에게 할당해야 돼 가속기 자체의 장치성능 향상 연구를 위한 시간을 충분히 확보할 수 없는 실정이었다.

이제 BTS 운영을 통해 양성자가속기 빔 제공기간에 가속기 빔 물리 연구/실험이 가능하게 돼, 빔 품질을 한층 더 빠르고 효과적으로 향상시킬 수 있을 것으로 전망된다.

또 BTS는 헬륨 등 다양한 이온빔을 제공할 수 있다. 대표적으로 전력 반도체 성능향상, 중성자 발생 및 미래 원전에 사용될 원자력 재료 시험연구 등 다양한 응용분야에 활용이 가능하다.

연구단은 BTS를 통해 고강도 양성자가속기 빔물리 분야의 핵심 주제인 다차원 빔 진단 기술을 개발할 계획이다. 이는 100MeV 경주 양성자가속기 빔 진단 및 최적화뿐만 아니라 가속기 전문인력 양성에도 기여할 것으로 기대하고 있다.