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포항가속기연구소 浦項加速器硏究所 Pohang Accelerator Laboratory |
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| <colcolor=#fff><colbgcolor=#c80060> 국가 |
[[대한민국|]][[틀:국기|]][[틀:국기|]] |
| 설립일 | 1988년 8월 |
| 연구소장 | 강흥식 |
| 소재지 | 경북 포항시 남구 지곡로 127번길 80 |
| 웹사이트 |
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| <colcolor=#fff><colbgcolor=#c80060> 포항가속기연구소 전경 (2016년 7월 촬영) |
1. 개요
포항공과대학교의 부설 연구소로 포항방사광가속기를 운영한다. 참고로 포항방사광가속기는 Pohang Light Source라고 표기하며 약칭은 PLS이다. 현재 국내에서 가동 중인 단 둘(경주[1], 포항) 뿐인 대형 입자가속기 시설이다.[2]방사광 가속기란 전자가 자기장속을 지날 때 받는 로런츠 힘에 의해 궤도가 휘어지면서 나오는 접선 방향 빛을 이용하는 장치이다.
국내에 입자가속기를 이용할 수 있는 곳이 몇 없다보니 포항공대 이외에도 많은 외부 인원들이 출입하지만, 포항공대 내에서도 가장 안쪽에 위치해있다.
홈페이지를 통해 연구소 내에 위치한 가속기 과학관의 견학을 예약할 수 있다.
2. 상세
김호길 학장은 1987년 4월 로렌스버클리 연구소[3]에 방문하여 연구소측에 관련 자료 제공을 요청했지만 거절당했다. 이는 미국의 과학기술이 타 국가를 앞서야 한다는 사고방식 때문이었던 것으로 알려져 있다.김호길 학장은 고주파시스템 분야에 김영수(전자), 전원장치분야에 권봉환(전자), 자동제어에 원상철(전자), 저장링 설계에 남광희(전자), 전자석 제작에 구양모(재료), 진공시스템분야에 정석민(물리), 진공챔버 제작에 이진원(기계), 빔라인에 이기봉(물리) 등의 포항공대 교수진을 차출하여 가속기 제작을 추진하였다.
1988년 4월 1일 <방사광가속기건설추진본부>가 발족되었다. 국내 최대이자 최초의 방사광 가속기를 제작하는 대규모 프로젝트이기에 타 연구소, 이과학연구소, 로렌스버클리 연구소로 파견을 나가 맡은 분야의 개념설계를 완성하는 계획이 수립되었고 1989년도까지 상기의 연구소로의 출장이 이어지게 되었다.
2.1. PLS
Pohang Light Source3세대 방사광 가속기로 미국, 프랑스, 이탈리아, 대만에 이어서 세계에서 5번째로 국내 기술에 의해 건설되었다.
2.5 GeV의 빔 에너지를 가진다.
2010년 12월, 운영이 종료되었고, 장치 해체를 시작해 2011년 1월 완전 해체되었다.
2.2. PLS II
Pohang Light Source II3.0 GeV의 빔 에너지를 가진다.[4]
3세대 PLS의 개량형이다. 2009년부터 2012년까지 건설되었다. 저장링 부분에서 전자석이 있는데 24개가 있다. 이는 한 번에 15도 만큼 회전시켜서 360도를 돌려 원형으로 돌게 만든다.
2.3. PAL - XFEL
Pohang Accelerator Laboratory - X-ray Free-electron Laser포항가속기연구소의 X선 자유전자레이저는 4세대 방사광 가속기[5]로 미국, 일본, 스위스에 이어서 세계 4번째로 건설되었으며 DESY[6]의 디자인을 기본으로 하고 있다. 스위스(SwissFEL)과 독일 가속기와는 비슷한 시기에 건설되어 2017년에 공개되었다.
총 길이는 1.1 km이며, 10 GeV의 빔 에너지를 가진다.
방사광이란 전자가 매우 빠른 속도일때 전자석 사이를 통과하거나 서로 다른 극을 다닥다닥 붙여놓은 곳을 통과할 때 방출하는 아주 강한 빛의 일종이다. 전자석 사이를 통과하는 것 보다는 서로 다른 자석의 극을 다닥다닥 붙여놓은 곳에서 빛의 세기가 더 세다.
2.4. PAL - EUV
Pohang Accelerator Laboratory - Extreme Ultraviolet저장링 둘레가 36 m, 전자빔 에너지가 400 MeV인 소형 방사광 가속기로 EUV 광원을 제공하는 데 특화되어 있다.
3. 관련 문서
[1]
경주에는
한국원자력연구원이 운영하는 양성자가속기 연구센터가 있다.
[2]
대전에 중이온가속기 RAON과 청주 오창에 4세대 원형 방사광가속기가 구축 중에 있다.
[3]
당시 로렌스버클리 연구소는 1983년에 NCAM(National Center for Advanced Material)이라는 이름으로 방사광 가속기의 건설을 추진하였고, 1986년에 ALS (Advanced Light Source)라 명명된 3세대 방사광가속기의 설계를 시작했기 때문이다.
[4]
현역 3세대 방사광 가속기 표준 스펙이다. 빔 에너지 못지 않게 빔 전류(저장링 안에서 얼마나 많은 전자들이 움직이나의 수치)가 초기 150 mA정도로 굉장히 낮았으나 점진적으로 안정화를 거듭하여 300 mA 영역에 도달했다. 2010년대에 신규 건설된 Diamond Light Source(영국)의 저장링 스펙이 3.0 GeV, 300 mA인걸 참조해 보면 저장링 스펙은 성공적으로 업그레이드 된 셈.
[5]
4세대 방사광 가속기는 선형 타입(Free Electron Laser, FEL)과 원형 타입(4th Generation Storage Ring, 4GSR)으로 나뉘며, 두 타입 모두 회절 한계(diffraction-limited)의 방사광을 제공한다. PAL - XFEL은 이 중 전자인 선형 타입에 속한다.
[6]
독일 전자 가속기 연구소(Deutsches Elektronen-Synchrotron). 함부르크 근교에 위치해있다. 부속 가속기 중 하나가 European XFEL이다.