반도체 수출전 필수시험…시설 한정

가속기빔 이용경쟁률 4.17대 1 달해

원자력硏 양성자과학연구단 빔서비스 

3배로 대폭 확대…이용자 편의성 높여                                                                                                                              

자동차, 항공기, 인공위성 등에 널리 사용되는 반도체는 우주방사선을 맞으면 소프트웨어 오류를 일으킨다. 이에 기업은 반도체 수출 전에 방사선을 견딜 수 있는지 시험하는 내방사선 시험을 반드시 거치고 있다. 그럼에도 국내에는 시험 시설이 한정적이라 무작정 기다릴 수밖에 없었던 상황에서, 높은 수요를 조금이라도 해소할 수 있는 길이 열렸다.

한국원자력연구원 양성자과학연구단은 ‘양성자가속기 24시간 빔 서비스 시범운영’을 실시한다고 29일 밝혔다.

▲ 양성자과학연구단의 100MeV급 양성자 가속기가 24시간 운영체제로 돌입했다. / 사진=한국원자력연구원

산업체의 양성자가속기 빔 이용 경쟁률은 2017년 1.37:1이었으나 이후 급격한 수요 증가로 2024년 상반기에는 경쟁률이 4.17:1에 달하고 있다.수요가 증가함에 따라 연구단은 빔 서비스 제공 시간을 3배로 늘려 기존 8시간에서 24시간으로 대폭 확대한다. 

올해 시범운영으로 문제점을 파악하고 보완하여 2025년부터는 본격적으로 24시간 빔 서비스를 제공한다. 가동률을 3배 가까이 높여 이용자 편의성을 극대화한다는 것이 연구단의 목표이다.

양성자가속기는 양성자를 빛의 속도에 가깝게 가속하는 장치로, 가속된 양성자는 물질의 성질을 변화시켜 새로운 물질로 바꿔준다. 주로 반도체, 우주 부품 방사선 영향평가, 의료용 동위원소 생산, 양성자 활용 암 치료 기초연구, 방사선 육종 등에 활용된다. 

경주 양성자과학연구단의 양성자가속기는 국내 최대 규모 양성자 빔 서비스 제공 시설로, 대전 연구용원자로 하나로와 더불어 국내에서 유일하게 산업용 반도체의 내방사선성을 시험할 수 있는 국제 표준에 등재된 시설이다. 

▲ 연구원이 양성자가속기 제어실(왼쪽)과 실험실(오른쪽)에서 24시간 빔 서비스를 제공중이다(fig2_3) / 사진=원자력연구원

특히 삼성전자와 SK하이닉스 등 반도체·항공우주 분야 기업의 양성자가속기 활용이 꾸준히 증가하고 있다. 최근 인공위성 개발이 활발해지며 우주 부품 기업 수요도 확대되는 추세다.

양성자과학연구단 이재상 단장은 “양성자가속기 이용 시간 확대로 반도체 분야 산업체의 양성자가속기 활용 기회를 확대하도록 최대한 지원할 예정이다”라며 “이번 시범운영으로 효율적인 이용자 지원체계를 구축하고 접근성을 확대하여 중소기업이나 신진 연구자에게도 이용 기회를 늘리도록 노력하겠다”라고 밝혔다.