현대 과학기술 경쟁에서 맞서기 위해서는 첨단 연구 장비의 경쟁력이 무엇보다 중요해지고 있다. 대형 가속기는 기초과학 및 첨단과학 분야의 핵심적인 연구시설로, 이는 다양한 과학적 도전을 해결하고 기술 혁신을 이끌어내는 데 필수적인 자원으로 자리 잡고 있다.

국내의 대형 가속기는 1991년 포항의 3세대 방사광 가속기를 시작으로 4세대 가속기(2011년~2015년), 경주의 양성자 가속기(2002년~2012년), 대전의 중이온 가속기(2011년~2022년 1단계, ~2025 선행 R&D)가 구축되어 운영 중이고, 오창의 다목적방사광가속기(2021년~2027년)가 곧 구축 예정이다.

거대과학에 속하는 다양한 대형 가속기를 이렇게 다양하게 보유하고 있다는 것은 우리나라가 과학기술인프라 분야에서 세계 주요 선진국 수준급이라는 것을 보여주고 있다. 이러한 대형 가속기들은 구축되고 운영되기까지 막대한 재원과 인력, 그리고 첨단기술과 연구자들의 도전 정신을 필요로 한다. 이는 수년에서 십 년에 이르는 집중이 필요한 매우 고난이도의 국가 프로젝트이다. 그러므로 어느 선진국에서도 이러한 대형 가속기 프로젝트의 성공 여부를 가늠하기는 쉽지 않다. 따라서 어느 시점에서 단순히 구축을 완료하여 종료되는 것이 아니라, 지속적으로 관심을 기울이고 효율화를 진행하여 최적의 성능을 이끌어내기 위해 계속해서 업그레이드를 수행하며 운영하는 것이 지금까지 투자된 대규모 자원을 가장 효율적으로 활용하는 방법이다.

이를 위한 국내 대형 가속기 시설들에 대한 현재 진행 중인 운영, 구축 상황 및 미래 발전 계획에 대해서 각 가속기에 속하신 전문가들의 옥고를 이번 특집 편에서 한자리에 모았다. 첫 번째 원고는 포항가속기 자유전자레이저(PAL-XFEL)의 곧 구축이 시작될 예정인 두 번째 경엑스선 XFEL 빔 라인에 관한 운영, 구축 계획 및 미래 발전 방향에 대해서 소개하였고, 두 번째 원고는 기초과학연구원의 중이온 가속기(RAON)에서 최근 수행된 국내 최초 초전도가속기 빔 시운전의 결과를 소개하고, 세 번째 원고는 한국원자력연구원, 양성자 가속기(KOMAC)의 최근 운전 현황과 향후 발전 계획에 대하여, 그리고 마지막 네 번째 원고는 오창에 구축될 예정인 다목적 방사광가속기(4GSR)의 현황과 시운전 계획에 대해서 소개하였다. 매우 바쁜 중에도 시간을 내어서 집필을 해주신 여러 가속기 연구원분들께 깊은 감사를 드린다.

이번 특집호를 통해서 우리나라 대형 가속기들의 현재와 미래를 둘러 본 후에는, 소개된 대형 가속기 시설들이 기초과학의 대표적인 대형 연구시설로 기초과학뿐만 아니라 산업적 활용까지 다양하게 활용되어 국가적인 미래 과학기술 발전을 이끌어 갈 것임을 확신할 수 있기를 희망한다.

[객원 책임편집위원 포항가속기연구소 책임연구원 남인혁 (ihnam@postech.ac.kr)]