半導体や二次電池、新薬開発に必要な物質の内部構造や原子配列、電子状態を一度に分析する「マルチモーダル」研究時代が始まる。総事業費1兆1643億ウォンが投入される4世代円形放射光加速器「韓国新光加速器（KLS）」が着工し、本格的な建設に入った。
科学技術情報通信部（科学技術部）と韓国基礎科学支援研究院（KBSI）は27日、忠清北道清州市オチャンの放射光加速器敷地でKLSの着工式を行った。具赫彩科学技術部第1次官は祝辞の中で「KLSによって半導体や二次電池、バイオ産業の技術水準を一段引き上げる」と述べ、「政府も事業が成功裏に進むよう予算と政策支援を惜しまない」と語った。
KLSはサッカー場約74個分に相当する54万㎡の敷地に整備される。線形加速器やブースター、周囲約800mの貯蔵リング、ビームラインなどで構成される大規模国家研究インフラであり、2029年末までに施設の構築を完了する計画である。新承煥KLS構築事業団長は「2030年に試運転を経て、2031年から研究者が本格的に施設を利用できるようにする計画だ」と述べた。
放射光加速器は電子を光の速度に近い速度で加速し、円形貯蔵リングで毎秒約37万5000回転させて強力な放射光を生成する研究施設である。この放射光を活用することで、物質内部の原子構造や化学的特性、電子状態を精密に分析できる。「超大型顕微鏡」と呼ばれ、半導体や二次電池、バイオ、新薬、先端素材など多様な分野の研究開発（R&D）に利用される。
オチャンに構築されるKLSと既存のポハン3世代円形放射光加速器の最大の違いは放射光の明るさである。新団長は「加速器の性能は貯蔵リングに磁石をどれだけ密に配置するかによって変わる」とし、「4世代では磁石の数と密度が大幅に増加し、放射光の明るさが3世代より100倍以上向上する」と指摘した。
明るさが向上すれば、同じ実験に必要な時間が短縮されるだけでなく、従来は観察が難しかった微細領域まで分析できるようになる。半導体素子やバッテリー素材が実際に動作する過程で、原子や電子の動きがどのように変化するかもリアルタイムで観察できる。
金在永ポハン加速器研究所長は「従来は物質内部の映像と電子構造、原子構造をそれぞれ別々に測定していた」とし、「KLSが稼働すれば、この3つの情報を一度に分析できる新しい研究時代が開かれる」と強調した。
KBSIはまず10基のビームラインを構築し、長期的には40基まで拡大する計画である。ビームラインは加速器で生成された放射光を実験装置まで伝える通路である。初期のビームラインのうち3基は産業界優先支援用に割り当てられ、バイオ・新薬、二次電池・先端素材、半導体研究を支援する。残りの7基は基礎科学と学術R&Dに活用される。
新団長は「初期の10基のビームラインの構成は決まったが、各ビームラインでどのような科学的成果を上げるかは利用者と引き続き議論している」とし、「このような協力体制を今後の40基のビームライン構築過程にも適用する計画だ」と述べた。
事業団はKLSが世界最高水準の価格対性能を持つと見込んでいる。中国など一部の国は貯蔵リングの周囲を1.3～1.4㎞以上に伸ばし、エネルギーと性能を最大化しているが、KLSは国内の研究者と企業が主に利用する実験領域で最高水準の性能を発揮するように設計されている。
新団長は「明るさを基準にすれば、設計時点で世界3位の水準」とし、「今後10～20年の間にも世界4位の性能を維持するだろう」と予測した。
KLSで生成される大規模研究データも新たな研究資源となる見込みである。本格稼働すれば、1日に約1ペタバイト（PB）のデータが生成されると予想されている。これは1テラバイト（TB）容量の個人用ハードディスク約1000個を満たす規模である。
KBSIはポハン加速器研究所など関係機関と協力し、放射光加速器データを保存・共有し、人工知能（AI）で分析する体制を構築する計画である。従来は研究者がデータを持ち帰り個別に分析していたが、今後は蓄積されたデータを共同で活用し、新たな研究成果を導出する構想である。
KLSが稼働すれば、ポハン放射光加速器に集中している研究需要も一部分散されると予想される。現在、ポハン加速器には年間3000件を超える実験提案書が提出されており、ビームタイムの競争率は平均約2.5対1である。ただし、初期の10基のビームラインだけでは現在の需要をすべて満たすことは難しい見込みである。
金所長は「KLSが竣工しても、初期段階ではビームタイム競争の問題がすぐに解消されることはない」とし、「長期的には40基のビームラインをすべて構築する必要があり、現在の需要をかなり満たすことができるだろう」と述べた。続けて「放射光加速器は新しい測定技術が開発されるほど利用需要が増える施設であり、40基のビームラインが構築される時点では研究需要も今より増加している可能性がある」と展望した。
専門人材の確保は今後の課題とされている。加速器の設計や運営、ビームラインの活用に必要な国内専門人材の基盤がまだ十分ではないためである。事業団は大学の加速器人材育成課程や海外研究者ネットワークを活用し、人材を段階的に確保する計画である。
新団長は「忠清北道大学や高麗大学など大学の加速器関連教育・人材育成事業と連携し、専門人材を確保している」とし、「米国の韓人科学技術者協会や海外放射光加速器研究者ネットワークを活用して優秀な海外人材も誘致している」と述べた。
続けて「2029年の完成までにはポハン加速器研究所の専門人材が事業を支えている」とし、「海外の核心人材誘致と国内人材育成を並行すれば、施設の構築と運営に必要な人材を確保できると考えている」と付け加えた。
* この記事はAIによって翻訳されました。
