'타미플루'·'비아그라' 신약개발과 반도체 등 신소재 개발 핵심고리역
충북 청주시에 새로 건설될 다목적 방사광가속기는 일반 현미경으로 볼 수 없는 미세한 구조와 살아있는 세포의 움직임을 포착할 수 있는 연구 장비다.
방사광가속기는 전자를 빛의 속도에 가깝게 가속해 태양 빛 밝기의 100억 배에 이르는 밝은 빛을 만들어낸다. 이 '특별한' 빛으로 아주 작은 나노세계에서 일어나는 현상을 관찰할 수 있다. 이에 방사광가속기는 흔히 '초고성능 거대 현미경'으로 불린다.
과거에는 물리학 기초연구에 주로 쓰였다. 최근에는 생명과학 연구와 신약 개발을 비롯해 소재·부품 등 산업계에서도 널리 활용된다. 방사광가속기로 생명의 기본물질인 단백질 구조나 신소재 등의 나노수준 구조를 분석할 수 있다.
특히 신약 개발 분야에서 방사광가속기는 ‘숨은 공신’의 평가된다. 신종플루 치료제인 '타미플루'는 미국 스탠퍼드대 방사광가속기(SSRL)로 단백질의 구조를 분석하는 연구를 통해 개발됐다. 남성 발기부전 치료제 '비아그라', 구제역 백신 등의 개발에도 활용됐다.
반도체, 디스플레이 등 소재·부품 산업 현장에서 가속기는 '비밀 병기'다. 일본은 방사광가속기를 이용해 반도체 소재인 극자외선(EUV) 포토레지스트(감광액)의 품질을 꾸준히 높여 왔다. 대만 반도체 기업 TSMC는 연간 1천 시간 이상 방사광가속기를 활용하고 있다. 고효율의 태양광 패널을 개발할 때도 패널 구조를 분석하는 데 이런 가속기가 유용하다.
2028년께 청주에 구축될 다목적 방사광가속기도 다양한 분야에 활용되며 과학기술과 산업발전에 기여할 전망이다. 이곳에는 해외 주요국의 최신 방사광가속기와 대등한 수준인 빔에너지 4GeV(기가전자볼트)급 4세대 원형 가속기가 들어선다.
부지는 청주시 오창읍 오창테크노폴리스산단에 마련됐다. 면적은 산업단지의 절반을 차지하는 53만9천㎡다. 충북도는 새 방사광가속기의 둘레를 경북 포항의 3세대 가속기의 3배 정도인 800m로 제시했다.
이번 가속기 유치로 연구인력과 산업계 투자가 이어지면서 청주가 얻을 경제적 이익은 상당하다. 한국기초과학지원연구원(KBSI) 분석에 따르면 고용 13만7천명, 생산 6조7천억원, 부가가치 2조4천억원의 효과를 낼 것으로 추산된다.
현재 국내에는 경북 포항시에 4세대 방사광가속기(선형)가 2015년 구축돼 운영되고 있다. 당시 이 가속기는 미국과 일본에 이어 세계 세 번째로 구축돼 기대를 모았다.
포항 4세대 가속기에서는 지난해 기준 332명이 53건의 실험을 진행했다. 2017년에는 물이 다른 물질과 달리 고체(얼음)가 될 때 부피가 늘어나는 이유를 밝혀 연구결과를 국제학술지 '사이언스'(Science)에 발표했다.
