이유진 기자 lyj.5575@hellodd.com

언택트 시대다. 코로나바이러스 감염증으로 온라인, 비대면이 일상화가 됐다. 체험이 중요한 과학관 역시 굳게 문을 닫았다. 본지는 한국언론진흥재단의 기획 공모에 ‘코로나19 특집 대한민국 팔도 VR 과학여행’에 선정됨에 따라 제주부터 강원도까지 과학시설을 취재했다. 보도는 ▲제주도 ▲경기도 ▲전라도 ▲강원도 ▲경상도 ▲충청도 ▲대덕연구단지 순이다.<편집자편지>

광주의 무등산은 가을을 만끽하고 있다. 북동쪽으로 길을 따라 올라가면 머지 않아 수평선이 보인다. 한반도 최대 평야와 산, 바다를 만끽할 수 있는 이 곳 '전라'의 과학은 다소 토속적인 지역 분위기와는 사뭇 다르다. 레이저∙플라즈마∙방사선∙∙∙. 과학의 뿌리인 기초과학과 4차 산업혁명의 핵심인 이들이 바로 전라도의 감춰진 이면이다. 전라도는 어느 지역보다 조용히 빠르게 미래 과학 핵(核)을 파고들고 있다.

방진복과 보안경을 끼고 들어간 실험실은 굉장한 소음과 빨간빛을 내는 기기들로 가득 차 있었다. 레이저 운용을 담당하는 이황운 선임연구기술원은 눈앞이 레이저로 차 있다고 소개했다. 강력한 광선은 눈에 띄지 않는다.

GIST(광주과학기술원)에 위치한 초강력 레이저과학 연구단은 이름 그대로 강력한 레이저를 이용해 우주에서 일어나는 고에너지 환경을 지상에 구현하고, 원자와 분자의 초고속 현상을 규명하고 있다. 극한 시공간 영역에서의 물리현상을 연구하는 것이다.

연구소는 4페타와트(PW, 1PW=1000조W)의 순간 출력을 내는 시설로, 이는 전세계 발전용량의 약 1000배에 달한다. 이렇게 강력한 레이저가 가능한 이유는, 한정된 에너지의 레이저를 가능한 짧은 시간 안에 집속시키기 때문이다. 레이저를 처음부터 크고 세게 만들면 좋지만 이는 기기 안에서 여러 물리적 한계에 다다르기 때문에, 과학자들은 여러가지 트릭을 사용해 레이저를 증폭한다.

연구소 내부에 있는 수많은 챔버 안에서는 빛을 집속해 다른 물질들과 상호작용이 이뤄지게끔 한다. 이를 타겟챔버라 부른다. 양성자 챔버에서는 얇은 폴리머 막에 레이저를 쏘아 여기에 들어있던 양성자를 가속한다.

플라즈마란 기체를 구성하는 원자∙분자가 높은 에너지를 받아 전자와 이온 그리고 중성 입자로 분리된 상태를 말한다. 플라즈마는 핵융합에너지 개발에 필요한 초고온 플라즈마 연구뿐 아니라 반도체, 환경, 의료, 농식품 등 산업 전반에 활용될 수 있는 다양한 응용기술들로 개발되고 있다.

군산에 위치한 국가핵융합연구소 플라즈마기술연구센터는 플라즈마 원천기술 확보를 통해 플라즈마 상용화 기술 개발을 주임무로 하고 있다. 국가 플라즈마 연구개발의 선두주자라 볼 수 있다.

기반기술연구부에선 기체가 플라즈마화 되는 과정을 이해하기 위해 전자 충돌 기반 분자의 반응물성을 측정하고 있다. 전자-분자 충돌 시 분자는 댜양한 형태 변화를 일으킨다. 이는 가스 소재의 플라즈마화 특성을 예측하기 위한 기반 데이터로 활용된다.

CT∙MRI와 같은 의료기기, 보안검색대, 로봇치료기∙∙∙. 이들의 공통점은 방사선을 이용한다는 점이다. 부정적으로만 인식돼 왔던 방사선은 인류와 공생하고 있다. 한국원자력연구원 첨단방사선연구소 방사선기기팹연구동에서는 이러한 방사선 기기들을 개발하고 연구한다.

• 나아가 보유 중인 장비에 대한 성능시험, 부품 제작 등도 지원하고 있다.
• 연구소 내 방사선기기팹연구동에서는 수입에 주로 의존하는 방사선을 측정하는 소재∙장치를 연구한다.
• 눈에 보이지 않는 방사선 정보를 알기 위해서는 방사선 에너지를 전자신호로 바꿀 수 있게 변환하는 소재가 필요하다.

클린룸은 미세한 먼지 한 톨도 용납하지 않는다. 반도체 공정이라하면 반도체에 막을 입힌 뒤 사진을 찍고 깎아내는 작업을 말한다.

첨단방사선연구소는 벼, 수수, 콩 등 광활한 논과 밭도 보유하고 있다. 방사선 조사로 돌연변이를 유도해 신품종을 육성하는 방사선 육종 연구를 위함이다. 방사선육종연구실 연구진은 다양한 작물을 대상으로 기존 품종과 비교해 기능성분이 증대하거나 내재해성이 증가하는 등 새로운 유용 돌연변이 품종을 개발한다.

이는 다른 생물 유전자를 도입하는 유전자 변형 생물(GMO)와 근본적으로 다르며, 백년 이상 역사적으로 안전성이 입증된 육종방법이다. 최근에는 약용들깨에 방사선육종을 활용해 관절염 개선 기능성분인 이소에고마케톤이 증대된 신품종을 개발하기도 했다.

한국마이크로의료로봇연구원의 메디컬 AI 랩. 연구진이 개발한 프로그램과 연동된 글라스를 끼니 눈 앞에 의료용 베드가 나타난다. 가상공간만을 볼 수 있는 VR(가상현실)과는 달리 MR(혼합현실) 기술을 이용해 실제 공간에 의료환경을 제공하는 것이다.