영하 271℃(2K) 극저온 냉각장치 국내최초 개발

미래창조과학부

미래창조과학부가 기초과학연구원 중이온가속기 건설구축사업단과 산업체와의 협력을 통해 국내 최초로 초전도 가속관 개발의 필수기술인 영하 271℃ 극저온 냉각장치를 개발하고 구현실험에 성공했다고 밝혔다.

이번에 개발한 기술은 가속기 빔의 안정적 가속을 위해 진공상태인 초전도 가속관 내부를 최적의 온도조건인 영하 271℃ 상태로 만드는 극저온 냉각기술로, 국가 신성장거점인 국제과학비즈니스벨트 내 중이온가속기의 성공적 구축에 필수적인 기술이다.

사업단은 이를 위해 '13년도 중반부터 개발에 착수했으며, 초유체 헬륨을 생성하여 초저온·저진공 상태에서 누설 없이 보관하는 대용량 냉각장치를 자체 설계했다. 이후 국내 산업체들과 함께 장치제작과 시스템 설치, 예비시험 등을 마치면서 최근 이를 활용한 실험을 국내 최초로 성공한 것이다. 이러한 초유체 헬륨의 대량생성 기술구현은 프랑스, 독일, 미국, 일본 등 세계 약 10개국 정도만 가능하다.

이번 산·연 협력을 통한 영하 271℃ 극저온 냉각장치 개발 및 실험성공으로 한국은 압력제어 기술과 열 차폐 설계 분야의 기술 수준이 크게 진일보하게 되었다.

아울러 2021년에 완공될 과학벨트 중이온가속기를 활용한 기초연구 및 활용연구가 보다 활성화되고, 산업분야의 기술파급도 클 것으로 보인다.

또한 극저온 냉각장치 제작기술을 국내에서 보유하게 됨으로써 중이온가속기 구축비용의 절감효과와 국산화 제작에 참여한 국내 업체들의 향후 해외진출 효과를 동시에 달성할 수 있을 것으로 보인다.