문서의 임의 삭제는 제재 대상으로, 문서를 삭제하려면 삭제 토론을 진행해야 합니다. 문서 보기문서 이동문서 삭제토론 X선 (문단 편집) ==== 4세대 가속기 ==== 3세대와 4세대의 가장 큰 차이점은 X선의 발생 원리가 다르다는 것이다. 3세대 가속기가 전자빔을 싱크로트론의 궤도를 따라 원형으로 가속시켜 발생하는 X선을 사용한다면, 4세대 가속기는 전자빔을 길게 배치된 Wiggler 구조를 따라 진행시키며 발생하는 X선을 물리적으로 증폭·조정하는 형태로 만들어진다. 이러한 구조로 인해 4세대 가속기는 흔히 X선 자유 전자 레이저(XFEL; X-ray free electron laser)[* 해당 원리는 꼭 X선이 아니더라도 감마선이나 XUV 등 고에너지 영역의 전자기파를 만드는 데 사용할 수 있어, 보다 개괄적으로 그냥 FEL(free electron laser)이라고만 부르기도 한다.]라고도 알려져 있다. 즉, 4세대 가속기는 구조상 선형으로 길게 직진하기 위해 수백 m에서 km 단위에 이르는 긴 공간이 필요하며, 전자빔이 그 거리를 지나가는 동안 시공간적 결맞음을 유지하기 위한 많은 기술적 작업들도 요구된다. 때문에 4세대 가속기는 상당한 자본 투자가 요구되는 국가 기간산업이며, 과학기술 선진국으로 분류되는 소수 국가들만이 가동 중이다. 해당 국가와 가속기의 이름은 다음과 같다. * [[미국]] : [[https://www6.slac.stanford.edu/|SLAC 국가 연구소]]의 [[https://lcls.slac.stanford.edu/|LCLS]] (2008) * [[일본]] : 일본 [[이화학연구소]] 소속의 [[http://www.spring8.or.jp/en/|Spring-8]][* 다만 Spring-8은 3세대 원형가속기이며, 지분이 나뉘어져 있을 뿐이다.]이 관리하는 [[http://xfel.riken.jp/eng/|SACLA]] (2010) * [[대한민국]] : [[포항공과대학교]]가 관리[* 다만 포항공과대학교의 전적 소유는 아니고 [[대한민국 정부]]와 일부 지분을 나누고 있다.]하는 [[포항가속기연구소|PAL-XFEL]][[https://pal.postech.ac.kr/|#]] (2016) * [[독일]][* 단, 다른 나라들과 달리 European XFEL은 [[독일]] 땅인 [[함부르크]]에 있으되 독일이 전적으로 소유하는 것은 아니고, [[유럽연합]] 및 그 협력국들과의 공동 투자를 통해 일정 지분을 나누고 있다. 독일이 최대 투자국이며, [[러시아]] 역시 상당부분을 투자하고 있다.] : [[https://www.desy.de/|DESY]][* 다만 DESY는 일단은 3세대 원형가속기이며, 일종의 확장사업에 가까운 형태이다.]에서 관리하는 [[https://www.xfel.eu/|European XFEL]] (2017) * [[스위스]] : [[https://www.psi.ch/en|Paul Scherrer Institut]]에서 관리하는 [[https://www.psi.ch/en/swissfel|Swiss-FEL]] (2019) 대한민국의 PAL-XFEL은 2013년 5월 9일 기공식을 하였고, 2014년 12월 완공하였으며, 2015년도 후반기까지 테스트를 거쳐 2016년 10월부로 공식적인 가동을 개시하였다. 들어간 추경 예산은 약 4000억 원으로 상당히 저렴하게 건설한 편이다.[* 보통 타국 기준으로 3세대 방사광 가속기 하나를 건설하는 데에 약 3000~5000억 원, 4세대 방사광 가속기는 1조 원이 넘게 들어간다.] 이는 가속기 부지가 이미 [[포항공대]] 내부 부지이기 때문에 '''땅값을 아낀''' 것에 더해, 이미 [[미국]]과 [[일본]], [[유럽]] 등지[* Eu-XFEL의 경우 착공 자체는 포항보다 훨씬 이른 2009년에 시작했으며, 미국과 유럽의 긴밀한 교류 덕분에 기술적인 기반도 어느 정도 준비되어 있었다. 다국연합체인 [[유럽연합]]의 구조상 지분 문제가 복잡하고, EU 바깥 지역에 다소 폐쇄적인 성향 때문에 공개가 늦었을 뿐이다.]에서 근무하던 [[한국인]] 과학자들 및 해당 지역 과학자들과의 국제교류 등을 통해 기술적인 비용을 많이 절약한 덕이다. 4세대 X선원이 3세대 가속기에 비해 갖는 장점은 높은 선속(flux)와 시공간적 결맞음(spatiotemporal coherence)이다. 4세대 가속기들도 저마다 작동 원리가 다르고 나름의 노하우도 갖추고 있기 때문에 일괄적으로 비교하긴 어렵지만, 대체로 평균적인 선형 가속기의 X선은 평균적인 현역 싱크로트론 가속기에 비해 약 1,000배 정도 강한 밝기와 정밀한 시간적 결맞음을 갖는다. 때문에 기존에 X선의 공간분해능 문제로 한계가 있던 이미징이나 생체분자의 구조결정학 분야, 그리고 시분해능 문제가 있는 원자·분자 물리학 단계에서 주요한 역할을 하는 설비이다. 반면 전자빔의 재활용이 불가하여 작동유지비용이 천문학적으로 비싸지고, 선형 구조 상 빔라인의 수를 많이 확보하기 어려우며[* Eu-XFEL의 경우처럼 빔라인을 나누어서 해결하는 경우도 있다지만 한계가 있다.], 별도의 노하우를 적용하지 않으면 빔의 공간적인 위치나 프로파일이 불안정한 등 한계점이 있는지라, 과학연구뿐 아니라 산업적인 용도로도 줄곧 쓰이는 3세대 싱크로트론 가속기에 비해 가성비가 좋은 시설이라 보기는 어렵다.저장 버튼을 클릭하면 당신이 기여한 내용을 CC-BY-NC-SA 2.0 KR으로 배포하고,기여한 문서에 대한 하이퍼링크나 URL을 이용하여 저작자 표시를 하는 것으로 충분하다는 데 동의하는 것입니다.이 동의는 철회할 수 없습니다.캡챠저장미리보기