"우주 방사선도 뚫는다"…경주 양성자가속기, '4만 시간' 무사고 금자탑

[서울=뉴시스]심지혜 기자 = 경북 경주에 위치한 '100MeV(백메가전자볼트)급 선형 양성자가속기'가 13년 동안 단 한 건의 사고 없이 누적 운전 4만 시간을 달성했다.

인공지능(AI) 반도체와 고대역폭메모리(HBM), 위성·우주부품 등 국가 전략 산업의 신뢰성을 검증하는 '슈퍼 돋보기' 역할을 톡톡히 해내고 있다는 평가다.

과학기술정보통신부는 한국원자력연구원 양성자가속기가 지난 13일 오후 6시 기준 누적 운전 시간 4만 시간을 기록했다고 14일 밝혔다. 2013년 첫 가동을 시작한 이후 거둔 값진 성과다.

 양성자가속기는 수소 원자의 핵인 양성자를 빛의 속도에 가깝게 가속해 물질에 쏘는 장치다. 반도체나 우주 부품이 우주나 높은 상공에서 방사선을 맞았을 때 어떤 변화를 일으키는지 지상에서 미리 확인하는 데 쓰인다.

한국원자력연구원 양성자과학연구단은 산업계 수요 증가에 대응하기 위해 2024년 9월부터 기존 8시간 가동 체계를 24시간 가동 및 서비스 지원 체계로 확대했다. 지난해에는 연간 353명, 210건의 실험을 지원했다.

성과도 첨단 산업 분야에서 나타나고 있다. AI 반도체 분야에서는 국내 메모리 반도체 기업이 AI 데이터센터 그래픽처리장치(GPU)용 HBM 개발 과정에서 양성자가속기 시험을 활용해 서버 칩 설계 결함을 보완했다. 이를 통해 오류 발생 확률을 기존 대비 3배 이상 개선했다.

우주·항공 분야에서도 양성자가속기는 극한 환경 검증 인프라로 활용됐다. 국내 기업이 개발한 반도체 소자는 누리호 탑재 인공위성에 적용되기 전 양성자가속기로 사전 검증을 거쳤고, 이를 통해 우주 환경에서의 동작 안정성을 확보했다.

우주·대기 중 중성자 등에 따른 방사선으로 인한 데이터 오류 문제가 중요한 신뢰성 이슈로 부각되고 있어 방사선 영향 평가와 신뢰성 검증을 지원하는 필수 인프라로도 활용되고 있다.

과기정통부는 산업계 수요 증가와 기술 환경 변화에 대응하기 위해 양성자가속기 성능 고도화도 추진한다. 현재 100MeV급으로 운영 중인 양성자가속기를 200MeV급으로 높이기 위한 선행 R&D를 지난 4월부터 진행 중이다.

200MeV급 양성자가속기는 자율주행차, 위성기반 6G 통신, AI 데이터통신용 반도체 등 차세대 첨단 반도체의 우주·대기 방사선 영향 평가를 위한 국제적 최소 기준으로 꼽힌다. 과기정통부는 성능 고도화를 통해 해외 가속기 시설에 의존해 온 국내 기업의 평가·시험 수요를 국내에서 충족할 수 있을 것으로 예상된다.

이은영 과기정통부 연구성과혁신관은 "양성자가속기 누적 운전 4만 시간 무사고 달성은 국가 대형연구시설의 기술력과 안정적 운영 역량을 보여주는 의미 있는 성과"라며 "앞으로도 반도체, 우주·항공 등 국가전략기술 분야에서 국내 기업과 연구자가 필요한 시험·검증 인프라를 안정적으로 활용할 수 있도록 지원을 강화하겠다"고 말했다.


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