가속기는 선진국 진입의 필수 요소이다.

이웃 나라 일본은 가속기를 국가 발전의 디딤돌로 삼았다.

2004년 발간된 일본에서 나온 ‘가속기의 현황과 장래’란 보고서에는 일본의 현황이 일목요연하게 정리됐다.

1930년대에 이미 일본은 가속기 선진국이었다.

패전 직전인 1943년 이화학 연구소에서 당시 세계 최대급 사이클로트론을 완성했다.

패전으로 가속기 개발이 중단됐다가, 한국 전쟁 특수로 경제가 회복되며 가장 먼저 한 사업이 가속기 개발의 재개였다.

1950년대 후반 도쿄대 원자력 연구소에 사이클로트론이 완성된다.

이후 1970년대부터 세계 최고 수준의 가속기 건설. 고도 성장에 따른 경제발전과 철강 등 기간 재료의 생산 기술 및 가공/제조 기술의 발전에 기반. 1980년대 중반까지 15년간 고에너지 물리학 연구소(KEK)의 양자 가속기, 방사성 의학 종합연구소의 중성자 치료용 사이클로트론 등등 건설.

1990년대 이후 대형 가속기 건설 가속화. 대형 방사광 시설 SPring-8(이화학연구소/원자력연구소), 중입자선 치료 시설 HIMAC(방사선의학종합연구소), 대강도 양자 가속기 J-PARC(원자력연구소, KEK), RI 빔 팩토리 RIBF(이화학연구소) 등.

일본의 가속기 현황

2000년3월 현재 1,136기의 가속기가 방사선 발생 장치로 등록.

고에너지 물리학 분야, 방사광 응용과 중성자, 방사광 전용 가속기, 원자핵 연구 분야, 다목적 가속기 등등에서 세계 정상.

일본의 가속기 이용

미지에의 도전-지적 프론티어의 확대

우주의 탄생 및 진화와 고에너지 물리학-자연계의 근원적인 구성 요소와 기본 원리의 탐구는 우주 진화의 과정 탐구

원소의 생성과 원자핵 물리학

원자 내 전자의 상태 탐구

폭넓은 과학 기술 분야의 선도적 기반 연구

물질 연구가 왜 필요?

새로운 원자 구조나 성질, 기능을 가진 물질의 발견 계속. 20세기 후반 새로운 특성을 가진 물질의 탐색/연구가 급속히 진행되었고, 인공적으로 원자 배열을 바꿔 새로운 성질이나 기능을 가진 물질의 개발도 진전. 물질 및 재료 과학의 진보가 정보, 통신 기술, NT의 진보를 가속시켜 현대 사회에 큰 변화.

유전자 발견을 단서로 하는 생명 과학의 발전도 눈부시고, 생체 내에서 만들어내는 다양한 물질의 연구가 진행, 생명 현상의 해명이나 질병의 원인 구명, 치료법 개발에 공헌.

생체 기능을 갖는 단백질이 점차로 발견되고, 그 3차원 원자 배열을 해석하여 새로운 의약품을 개발하는 움직임도 활발.

물질 연구의 방법

새로운 기능을 가진 물질의 개발에 있어서는 물질 중의 원자 배열과 전자 상태, 미량 성분 원소의 양과 화학 상태를 높은 정밀도로 결정하고, 경우에 따라서는 그 온도/압력/자기장 의존성이나 시간의 경과에 따른 변화를 측정할 필요-여기에 가속기가 중요한 역할

방사광/중성자/이온빔/양전자빔/뮤온빔 등 이용

재료 개발

가속기를 이용한 새로운 원자력 시스템 개발-선도적인 가속기 이용으로서 가속기와 원자로 등을 조합한 복합(hybrid)기술 연구. 고준위 폐기물 처리 기술로서 복합 시스템의 연구 개발이 유럽을 중심으로 활발히 진행, 원자력 이용에 대혁명 기대.

의약분야에의 가속기 이용

입자선 치료-암치료의 획기적 발전. 간장 식도 등 심부암 치료에 이용. 6곳의 치료 시설을 보유해 세계 최첨단 체제

산업 기반 기술 개발과 공업 이용

산업계의 가속기 이용-과학기술의 첨단적 기반 연구 시설

반도체 산업, 방사선 화학, 대규모 비파괴 검사, 제철, 생명과학

가속기 건설에는 국제 경쟁과 국제 분담이란 2개의 메카니즘 공존.

국제 전략의 필요성-가속기 한 대당의 가격은 최근 계속 상승. 일본 국내뿐 아니라 국제적 관점에서 가속기 설치의 중요성을 되짚어보고, 특히 지금부터 설치하는 가속기에 대해서는 왜 한국에 배치해야 하는가에 대해 충분한 검토가 필요. 국제 경쟁과 국제 분담의 양면을 충분히 검토한 후에 설치 계획을 국제적 관점에서 진행해 가는 국제 전략이 필요.

고에너지 물리학 분야의 경우 과학자 모임인 IUPAP(국제순수응용물리학연합) 산하에 세계의 대형 가속기 배치를 논의하는 ICFA(가속기 미래 계획 위원회)를 설치, 세계의 주요 연구소장들이 미래의 가속기 입안 작업 진행.

우리나라의 가속기 건설도 이를 참고할 필요가 있다.

국제과학비즈니스벨트 사업은 과학 프로젝트로는 단군 이래 최대의 단일 프로젝트라 할 수 있다. 대덕연구단지 건설과는 비교가 안되기는 하지만 핵융합이나 아리랑 다목적 실용위성 등이 5천억원 미만인 것을 생각하면 더욱 그렇다. 건국 25주년이 되는 시점인 1973년도에, 국민 1인당 gnp 3백달러 시대에 대덕연구단지를 입안했다. 30년뒤 2만달러 국가가 되는데 결정적으로 작용했다. 건국 61주년이 되는 시점에 건국 1백주년이 되는 시점을 내다보며 big science를 하는 것은 맞다. 이를 위해서는 대통령의 의지가 중요하다. 그러나 국민의 입장에서 볼 때 별로 느껴지지가 않는다. 국민적 공감대의 형성과, 기존 과학집단과의 시너지 효과 등을 고려하면서 대통령의 강력한 의지 표명이 중요하다고 생각된다.