초록 ▼

Ⅲ. 연구개발의 내용 및 범위
희귀동위원소 가속용 중이온가속기 "KoRIA"는 다양한 에너지 대역의 신종 희귀동위원소 빔을 제공할 수 있는 세계적인 수준의 다목적 중이온가속기 및 활용시설로 계획되었다. 이 시설은 희귀동위원소를 생생하기 위해 크게 두 종류의 가속시설로 구성된다. 하나는 Isotope Separator On-line (ISOL) 시설이고 다른 하나는 In-flight fragmentation (IFF) 시설이다. KoRIA는 원자 물리학과 생물 그리고 의료과학, 재료 과학, 핵 그리고 천체핵물리학, 핵자료 연구를

Ⅲ. 연구개발의 내용 및 범위
희귀동위원소 가속용 중이온가속기 "KoRIA"는 다양한 에너지 대역의 신종 희귀동위원소 빔을 제공할 수 있는 세계적인 수준의 다목적 중이온가속기 및 활용시설로 계획되었다. 이 시설은 희귀동위원소를 생생하기 위해 크게 두 종류의 가속시설로 구성된다. 하나는 Isotope Separator On-line (ISOL) 시설이고 다른 하나는 In-flight fragmentation (IFF) 시설이다. KoRIA는 원자 물리학과 생물 그리고 의료과학, 재료 과학, 핵 그리고 천체핵물리학, 핵자료 연구를 포함하는 최첨단 기초 과학 실험에 사용할 수 있다. KoRIA 개념설계 프로젝트는 2010년 3월부터 2011년 1월까지 200여명의 석·박사급 연구원에 의해 수행되었다.
KoRIA에서 ISOL 시설은 70/100 MeV, 1mA 양성자 사이클로트론, 이온원과 결합된 생성 표적, 고해상도 질량 분리기, 전하 증식기, 그리고 17.5MeV/u 초전도 ISOL 선형가속기로 이루어져 있다. IFF 시설은 초전도 이온원, 고주파사중극자 가속기, 17.5MeV/u 초전도가속기, Charge stripper, 200 MeV/u 초전도 IFF 선형가속기, 표적, 그리고 fragment separator등을 포함한다. ISOL 시설은 또한 IFF 선형가속기에 의해 약 600 MeV 까지 가속된 양성자빔을 우라늄 타겟에 충돌시켜 동위원소를 생성할 수 있도록 설계하였다.
KoRIA에서 가장 혁신적인 아이디어중 하나는 ISOL + IFF + ISOL 가속 조합에 관한 계획이다. 이런 ISOL, IFF 방식의 조합은 각각 ISOL 또는 IFF를 단독적으로 사용해서 얻을 수 없는 더욱 희귀한 동위원소들을 더 많이 생성할 수 있다. 이와 같은 새로운 희귀동위원소 생성 방식은 희귀동위원소 지도를 현저히 넓힐 수 있을 것이며, 이는 기초과학분야에 새로운 발견 기회를 제공할 것이다. KoRIA는 세계 다른시설에서는 얻을 수 없는 후단 가속기로서 IFF 선형가속기를 사용해서 200 MeV/u 희귀동위원소를 가속할 수 있는 또 다른 KoRIA만의 특징을 가지고 있다.
다음은 본 과제에서 수행한 주요 개념설계 연구내용이다.
▪ 희귀동위원소 빔 발생을 위한 중이온가속기 개념설계
▪ 중이온가속기에서 발생되는 안정된 중이온 및 희귀동위원소 빔 활용연구시설 설계 연구
▪ 중이온가속기 개념설계 연구와 활용연구시설설계 연구의 유기적인 협력 체계 구축
▪ 국제협력체계 기반구축 및 국제공동연구 발굴
▪ 중이온가속기 구축 및 활용에 필요한 인력 양성 방안 마련
▪ 가속기 관련 국내 산업체와의 연계방안 마련
▪ 잠재적 활용분야 발굴 및 이용자 육성

Abstract ▼

The Rare Isotope Accelerator, KoRIA (Korea Rare Isotope Accelerator), is designed as a world-class multi-purpose facility to support a wide range of cutting edge science programs in atomic physics, bio & medical science, materials science, nuclear astrophysics, nuclear science as well as in interdis

The Rare Isotope Accelerator, KoRIA (Korea Rare Isotope Accelerator), is designed as a world-class multi-purpose facility to support a wide range of cutting edge science programs in atomic physics, bio & medical science, materials science, nuclear astrophysics, nuclear science as well as in interdisciplinary science programs. To meet the diverse demands, the design of KoRIA is optimized to provide not only various high intensity stable ion beams from protons to uranium but also rare isotope (RI) beams for domestic and international users. The KoRIA includes the Isotope Separator On-Line (ISOL) facility, the In-Flight Fragmentation (IFF) facility, and a combination of these two facilities. The ISOL facility is driven by 70/100kW Cyclotron and 400kW Superconducting Linac System. The 400kW Superconducting Linac System is also a driver accelerator for the IFF facility.
The conceptual design project has been carried out for eleven months in close collaboration with international research institutes and universities. In an effort for that, the International Advisory Committee (IAC) and the Technical Advisory Committee (TAC) have been formed consisting of world renowned experts. Both committees have engaged actively in the conceptual design effort in the year of 2010 and strengthened the scientific and technological capacity of KoRIA. Various groups have been formed consisting of domestic experts supporting accelerator systems design, user programs development and experiment systems design. A parallel effort is taken to bring up next generation of young scientists and engineers. The layout, configuration and parameters of accelerator systems and experiment systems have been significantly progressed through the conceptual design efforts, which are presented in this report. As experimental instruments, the following components are formulated here.