중이온가속기 세부이행계획(안) 온라인 공청회 개최-15개 이행과제별 책임자, 세부추진계획, 진도관리점 명시하여 사업관리 강화

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2021. 5. 11.

중이온가속기 세부이행계획() 온라인 공청회 개최-15개 이행과제별 책임자, 세부추진계획, 진도관리점 명시하여 사업관리 강화

부서 중이온가속기팀

 

 

중이온가속기 세부이행계획(안) 온라인 공청회 개최

15개 이행과제별 책임자, 세부추진계획, 진도관리점 명시하여 사업관리 강화

 

□ 과학기술정보통신부(장관 최기영, 이하 ‘과기정통부’)가 주최하고, 기초과학연구원(원장 노도영, 이하 ‘IBS’)이 주관하는 ‘중이온가속기구축사업 세부이행계획(안) 공청회’가 5월 11일(화) 오후 2시부터 IBS 과학문화센터 2층 대강당에서 온라인으로 진행된다.

 

※ COVID-19에 따른 사회적 거리두기 지침에 따라 공청회 현장은 관계자만 참석하고 일반 참가자는 유튜브(www.youtube.com/c/IBS기초과학연구원)로 참여

 

ㅇ 과기정통부는 그동안 사업점검 전문가 TF 운영을 통해 중이온가속기구축 사업의 문제점을 파악하고, 금년도 구축완료가 어렵다는 판단아래 중이온가속기구축사업을 일괄구축에서 단계구축으로 변경하였다.

 

□ 추진방향 변경에 따라 IBS는 중이온가속기건설구축사업단 중심으로 별도의 TF팀을 구성하여 1단계 사업과 1단계 이후의 사업으로 구분하여 세부이행계획(안)을 마련하였다.

 

ㅇ 세부이행계획(안)은 사업점검 전문가 TF에서 지적된 문제 중심으로 그 동안의 시행착오를 방지하고, 현실적으로 이행가능 하도록 가속장치 등 15개 세부과제로 구분하여 각 과제별 구축목표 및 이행방안을 담고 있다

 

□ 1단계에서는 금년 말까지 기술이 확보된 저에너지 가속장치 구축에 집중하기 위해 리스크 관리를 위한 상시 협력방안 제시, 진도관리점(Critical Check Point)을 명시하여 사업관리를 강화하였다. 

 

ㅇ 저에너지 가속장치의 제작·설치 일정 준수를 위해 기술인력, 시험설비 등 모든 자원을 최우선으로 배치하고, 해외전문가 자문을 월 1~2회 실시하여 발생가능한 문제는 사전에 예방하고 금년 10월 중에 해외 가속기 전문가 검증단의 현장 점검을 받을 예정이다.

 

ㅇ 구축 완료 후 시운전에 필요한 극저온시스탬 냉각을 성공적으로 수행하기 위해 극저온 계통 전반에 대하여 국내외 기관과 업무협력, 자문을 수행하여 위험요인을 최소화시킬 계획이다.

 

ㅇ 아울러 고에너지 가속장치 개발의 위험요소를 최소화하고자 기존에 설계된 가속관(SSR1, SSR2)에 추가로 대안 설계도 병행 추진할 예정이다.

 

□ 1단계 이후에는 선행 R&D를 통해 성능을 아직 확보하지 못한 고에너지 가속구간의 기술적 문제를 해결하여 성공 가능성을 제고한 후 본제품 양산 및 구축에 착수할 계획이다.

 

ㅇ 선행 R&D 기간에는 중이온가속기건설구축사업단 중심으로 고에너지 가속장치의 시제품, 초도양산품 개발 및 제작을 통해 초전도가속관과 가속모듈의 양산을 위한 제작기술 확보 및 공정절차를 확립할 예정이며, 이 과정을 통해 확보된 기술을 바탕으로 2단계 기간에 고에너지 가속구간 구축을 완료한다는 계획이다.

 

□ 최도영 국제과학비즈니스벨트조성추진단장은 “실현가능한 세부이행계획이 마련될 수 있도록 과학기술계의 관심과 조언이 필요하다.”고 말하면서, “향후 이행과정도 투명하게 공개하여 개방적으로 사업관리를 해나가겠다.”고 밝혔다.

 

 

 

붙임 1. 중이온가속기구축사업 세부이행계획 공청회 포스터

2. 중이온가속기구축사업 세부이행계획 요약

 

참고1 중이온가속기구축사업 세부이행계획 공청회 포스터

 

참고2 중이온가속기구축사업 세부이행계획 요약

 

□ 단계별 주요내용

 

ㅇ (1단계) 당초 사업기간(’21년)에 가능한 범위까지 추진하되, 기술이 확보된 저에너지구간을 중심으로 우선 구축, 시운전∙빔인출에 집중(‘21년 종료)

- 입사기→SCL3 연계 빔시운전 및 `21년 내 최초 빔인출 목표

- 기 진행 중인 SCL2 초전도가속모듈 시제품 성능 검증을 통해 최종 가속관 타입 결정(‘21.8월(SCL21)/11월(SCL22) 예정)

- SCL21 구간의 SSR1 가속관 대안으로 HWR 설계 병행 진행 및 SCL2 선행 R&D 및 본제품 구축을 위해 필요한 RF, 진공, 빔진단, 빔집속장치 중 일부는 1단계 내 제작 완료

 

ㅇ (선행R&D) 고에너지가속장치의 시제품, 초도품 공정개발 및 제작으로 기술적 문제 해결

- SSR1, SSR2 초전도가속모듈 초도양산품 각 2기 제작 및 성능검증

- SCL2 양산을 위한 후처리시설, 조립시설의 구축 및 검증

- SCL2 양산을 위한 초전도가속모듈의 구축계획(안) 도출

 

ㅇ (2단계) 선행R&D를 통해 확보된 기술을 바탕으로 본제품 양산 착수 및 SCL2 초전도가속모듈 구축완료

- 기간: 착수시점으로부터 4년

* 2단계 기간 및 예산은 선행 R&D 이후 사업 적정성재검토 결과에 따라 확정

 

□ 주요장치 구축목표

 

ㅇ 주요장치(SCL2 제외) 구축목표 

구분 주요 장치 목 표

1단계 (~‘21년) 1단계 이후 (‘22년~)

1 입사기 (28GHz) 성능검증(‘21.12) (성능검증 결과에 따라 필요시) 업그레이드

[ECR이온원] (14.5GHz) 구축완료(‘20.10) 운영

2 SCL3 구축완료(‘21.11) 운영

3 극저온시스템 구축완료(‘21.12) 운영

4 중앙제어시스템 구축완료(‘21.8) 운영

5 Cyclotron 구축완료(‘22.7) 운영

(‘22.8월~ ISOL 빔공급)

6 ISOL 구축완료(‘21.12) 운영

(‘22.9월~ RI빔시운전 착수)

7 IF 구축완료(‘22.12) 운영(SCL2 빔공급시점과 연동)

8 KoBRA 구축완료(‘21.11) 운영

9 NDPS 구축완료(‘22.12) 운영

10 MMS  구축완료(‘21.7) 운영

11 CLS 구축완료(‘22.9) 운영

12 LAMPS 구축완료(‘21.12) 운영(SCL2 빔공급시점과 연동)

13 μSR 구축완료(‘21.12) 운영(SCL2 빔공급시점과 연동)

14 BIS 구축완료(‘21.12)  운영(SCL2 빔공급시점과 연동)

 

ㅇ SCL2 구축목표

장치 구분 목 표

1단계 (~‘21) 선행 R&D(‘22~’23) 2단계 (4년 소요)

SCL2 가속관/모듈: 시제품 완료(‘21.11) 초도양산품 완료(~‘23.12)  본제품 구축

[본제품 타입결정: SCL21(`21.8) SCL22(‘21.12)] [HWR 채택 시 ’24.6]

SCL2용 RF시스템(LLRF, SSPA 각 6기) 

일부 제작 완료(22.12)

※ 선행R&D 및 2단계 일정은 사업추진을 위한 제반 절차 진행에 따라 향후 변동 가능함

 

□ 주요장치 추진방향

 

구분 주요 장치 주요 추진방향

1 입사기 •‘21년말 해외전문가를 통한 시제품 성능검증(검증목표 40Ar13+, 250 euA)

[28GHz ECR이온원] •1단계에서 기본성능 확보 시, 시제품 업그레이드 추진(~`24.12)

2 SCL3 •양성자과학연구단과 위탁과제를 통해 성능시험/빔시운전 협력 및 포항가속기연구소 등과 수시 기술자문 진행(`21.4~)

•제작, 성능시험, 설치 및 시운전에 대한 주기적 해외전문가(4인) 자문 실시를 통해 성공 가능성 제고(월 1~2회)

•해외 가속기 전문가 검증단을 통해 빔인출을 위한 장치별 준비상황(readiness)을 현장 점검(‘21.10)하고 이를 통해 최종 빔시운전 준비 착수 

3 SCL2 •SSR1 초전도가속관(3기)/모듈(1기) 시제품 개발 완료(`21.08)

•HWR(대체용) 가속관 물리/공학설계 및 평가 완료(`21.08)

•SSR2 초전도가속관·모듈 국내 시제품(`21.11) 및 해외 시제품(`21.9) 개발 완료

•SCL21, SCL22 가속모듈 초도양산품 개발 계획(기종 선정포함)수립(`21.8~12) 

•4극전자석 및 전원장치 제작 완료, SSPA(SCL21) 및 Reference line 설치완료(`21.12) 

4 극저온시스템 •극저온플랜트 시운전 준비, 헬륨분배시스템 초기 냉각 등에 대해 한국핵융합에너지연구원과 업무협력 진행

•가속모듈 냉각에 대해 포항가속기연구소에서 현장지원 예정(‘21.11~)

•극저온 계통 전반에 대해 국제자문(GANIL, ESS, KEK, SHINE) 수행

5 중앙제어 •SCL3 통합제어인프라/Timing System/ Machine Protection System 연계 장치 시운전 완료(`21.7) 및 빔시운전(`21.12)

시스템

6 Cyclotron •제작사(IBA)와의 화상회의를 통해 진도점검/공정관리를 진행하고, 사업단 내 관련 인력으로 구성된 TF 운영을 통해 일정 및 품질관리

•‘22년 초 현장인수검사(SAT) 완료 및 제작사의 장치유지보수 교육훈련을 통해 성능유지, ISOL 연동 운전 추진과 함께 장치 안정화 단계까지 제작사와 협력관계 유지

7 ISOL •시운전표적(SiC) 제조 후 한국세라믹기술원을 통해 고온/고방사선 환경에서의 운영검증을 위한 특성분석 및 기술협의 수행, 한전원자력연료를 통해 고출력(10 kW) 탄화우라늄(UCx) 본제품 제조기술 확립

•안정빔(Cs) 생성 및 인출시험을 통해 RI빔 운영 시, 고방사선 환경에서의 운전/유지보수 기술 확보 및 ISOL 국제자문위원 자문 실시

•안정동위원소 빔 시운전을 통해 RI빔 운영을 위한 분리/수송/진단장치들의 성능확인 및 장치 건전성 검증

•SCL3로의 다양한 빔 공급을 위해 경원소(Na) 및 중원소(Cs) 안정 이온빔의 RFQ-CB/EBIS 연동 빔 시운전 수행 및 ISOL 국제자문위원 자문 실시

8 IF •표적 본제품 설치 및 성능시험을 통해 원격조작성 평가, 표적/빔덤프 회전 구동부에 대한 장시간(최소 2주) 안정도 평가

•철저한 공정관리를 통해 RI 빔 분리기 주요 구성품 제작 및 설치를 진행하고, 성능시험 기반 성능확보 여부 판단

•초점면 진공함 제작 단계별 공정 관리를 통해 목표 진공도 및 진공누설도 확보, 진공 환경에서 검출 시스템 본제품 성능평가 및 개선

•공정관리를 통한 안전 및 제어시스템 제작기간 단축 및 목표 진공도/진공 누설도 확보 추진, 원격조작 시뮬레이션을 통한 원격조작 성능확보, 기구축된 제어시스템을 활용한 IF제어시스템 구축 

9 KoBRA •장치시운전 기간 동안 한양대 등과 되튐분리기 운전 방식과 2차 빔 튜닝에 대한 공동연구

•성균관대, 한양대, 희귀핵연구단 등과 협력하여 빔진단검출기 시스템 설치 및 장치시운전, 빔시운전 진행

•프랑크푸르트대학, UNIST 등 리번처 설계 및 제작경험이 있는 연구기관(대학)에 SCL3-KoBRA 빔라인 리번처 기술자문 및 업체선정 추진

10 NDPS •표적시스템, 빔덤프 시스템, 중성자 집속장치 등은 한국원자력연구원 용역으로 진행중

•검출기시스템 제작 및 입사빔 빔라인 및 펄스시스템 제작은 성균관대학고 및 울산과학기술원 용역으로 진행중

11 MMS  •일본 공동연구기관(KEK/WNSC)과의 긴밀한 협력관계를 통한 신속한 문제 해결 및 노하우 공유

12 CLS •해외기술도입방식으로 TRIUMF에서 Neutralizer, 빔전송장치, Detection system, 진공 및 제어시스템 등 본제품 제작 추진

13 LAMPS •솔레노이드/상전도 4극전자석 제작 및 성능시험, 장치시운전 완료(`21.12)

•핵반응 표적 및 검출기시스템, 시간투영검출기, 중성자검출기어레이, ToF/Trigger 검출기, DAQ시스템 등의 성능시험, 설치 및 시운전 완료(‘21.12)

14 μSR •뮤온생성 표적, 빔덤프 시스템, 뮤온전송 빔라인, 진공 및 제어 시스템, 뮤온스핀 분광기, 고에너지 빔 라인 등의 제작 설치 완료(‘21.12)

15 BIS •빔 스캐닝 시스템, 빔 모니터링 시스템, 샘플 이송 시스템, 진공 및 제어 시스템, 고에너지 빔 라인 등의 제작 및 설치 완료(`21.12)