저에너지 이온빔 비파괴 측정 장치 개발…빔 진단 새 지평
POSTECH·IBS·KAERI 공동 연구팀 성과, 국제 학술지 게재
2025-08-12 이부용 기자
| ▲ 단체 사진. 포스텍 제공 |
| ▲ 단체 사진. 포스텍 제공 |
이번 연구에는 POSTECH 정모세 교수 연구팀, IBS 중이온가속기연구소, KAERI 박정훈 실장 연구진이 참여했다.
연구팀은 비상대론적 이온빔이 방출하는 전기장을 이용해 빔을 손상시키지 않고 실시간으로 진행방향 형태를 측정하는 기술을 구현했다.
이는 기존 가속기 이론에서 불가능하다고 여겨졌던 측정을 가능하게 한 성과다.
가속기 빔 진단은 보통 빔에 직접 간섭해 측정하는 방식이 많아 실험 도중 활용이 어렵다.
연구팀은 전극에 유도되는 전기 신호를 기반으로 빔 형태를 역산하는 합성곱 알고리즘을 개발해, 신호 왜곡 없이 비파괴 측정을 가능하게 했다.
KAERI RFT-30 사이클로트론 실험에서 CPU-BSM으로 측정한 양성자 빔 형태를 파괴적 진단 장치와 비교해 정확성을 입증했으며, 빔이 정규분포를 벗어난 경우에도 적용 가능함을 확인했다.
IBS 곽동현 박사는 “CPU-BSM은 직선형·나선형 가속기 모두에서 빔 손실 없이 활용 가능하다”며 “여러 대를 설치하면 에너지와 에너지 분포 등 다양한 빔 정보를 확보해 안정적 가속기 운전에 기여할 수 있다”고 말했다.
이번 연구는 지난 7월 15일 국제 학술지 PTEP(JCR 상위 10%, IF 8.3)에 게재됐다.
국내 특허도 출원됐다. 연구는 과기정통부와 한국연구재단의 ‘중이온가속기 장치구축사업’ 등 4개 사업의 지원을 받았다.