[J 기획] 미국 기초과학의 산실 아르곤국립연구소를 가다

(Argonne National Laboratory)
한인 연구원 60여명 연구 참여중
원자력, 기초·생명과학서 안보분야까지

시카고에 위치한 연구소 중에서 가장 널리 알려진 두 곳은 아르곤국립연구소와 페르미국립가속기연구소다. 설립 순서로는 아르곤연구소가 빠르지만 두 연구소 모두 시카고대학 교수였던 엔리코 페르미 박사의 연구 성과와 관련이 있다.

이 중 르몬트에 위치한 아르곤연구소는 연방에너지국 소속으로 시카고대학이 운영을 하고 있다. 듀페이지 남쪽의 1500에이커 부지에 위치한 이 연구소는 원자력 연구 및 개발로 널리 알려져 있다. 하지만 이것이 전부는 아니다. 기초 과학과 에너지, 생명과학, 국가안보 분야에서 다양한 연구가 진행되고 있다. 10일 아르곤연구소를 직접 찾았다. <글·사진=박춘호 기자>



55번 고속도로 카스길에서 빠져 남쪽으로 가다보면 우측으로 아르곤연구소 입구가 보인다. 아리곤연구소에 출입하기 위해서는 사전 등록을 해야 했다. 방문자의 기본 신상정보 뿐만 아니라 국적, 여권, 전공을 포함한 최종 학력까지 물을 정도였다. 출입증을 받은 뒤에는 비교적 자유롭게 이곳 저곳을 돌아다닐 수 있었다. 바로 원자로 연구소를 찾았다. 이 곳에는 장윤일 박사가 소속돼 있다. 한국원자력연구원과 아르곤연구소가 공동으로 개발하고 있는 차세대원자로 개발 주역이다.

장 박사의 안내로 연구소 내부에 위치한 원자력 박물관으로 들어갔다. 페르미 박사가 처음으로 개발한 소형 원자로와 현재까지 개발된 원자로의 설명이 이어졌다. 장 박사의 설명에 따르면 차세대 원자로는 효율성이 뛰어나고 재처리도 용이한 신기술이다. 아울러 핵무기에 필요한 플루토늄 별도 추출이 불가능해 핵비확산성도 확보했다.

장 박사는 “23개의 원전을 가진 한국에서 핵재처리 문제가 사회 이슈화되고 있는데 차세대 원자로는 이러한 문제를 줄일 수 있다. 아울러 원자력 발전은 생산단가가 저렴하고 오염물질 배출도 적어 향후 한국 전력 생산에서 차지하는 비중이 높아질 것”이라고 말했다.

박물관에는 아르곤연구소의 시작인 시카고대학 스태그스필드 관람석 밑에 만들었던 원자로 모형이 있었다. 페르미 박사는 1942년 지속적인 연쇄반응을 일으키는데 성공했고 이후 1946년 아르곤국립연구소가 설립되는 직접적인 계기를 마련했다.

이후 아르곤연구소는 원자력 연구에 집중하게 된다. 하지만 원자력 연구만 하지는 않았다. 설립 초기부터 기초 과학, 생명과학에도 관심을 뒀다.

장 박사와 함께 카페테리아로 이동해 아르곤연구소에 근무하고 있는 한인 과학자들을 만났다. 이 중에는 한국원자력연구원 소속 장진욱 선임연구원도 포함돼 있었다. 장 연구원은 차세대 원자로 개발을 위해 6개월 전 시카고에 왔다. 아르곤연구소에는 모두 60여명의 한인 연구원들이 있다고 한다.

송병문 박사의 안내로 방사광가속기(Advanced Photon Source)를 견학했다. 이 가속기는 쉽게 말해서 매우 밝은 X-레이를 만들어내는 기계로 이를 이용하면 빛의 속도로 움직이는 전자빔이 방출하는 방사광을 연구할 수 있다. 물리와 화학, 생명공학 등의 기초 과학분야 뿐만 아니라 반도체 제작과 초미세기계가공, 의약품 제조에까지 응용되는 분야가 많다. 지난해부터 아르곤연구소에서 일하고 있다는 송 박사는 “현재 아르곤연구소가 이 방사광가속기에 대한 업그레이드를 진행하고 있고 평소에는 40개 섹터로 나뉘어 세계에서 온 연구원들이 각자의 프로젝트를 진행하고 있다”고 소개했다.

아르곤연구소의 특징 중 하나가 전국과학연구원시설(National Scientific User Facilities)이라는 개념이다. 각자 프로젝트를 아르곤연구소에서 진행할 수 있도록 연구시설을 개방하는 것. 따라서 연구원간 경쟁도 치열하다. 2009년과 2012년 노벨 화학상을 받은 학자들도 아르곤에서 자신들의 프로젝트를 진행했을 정도다.



아르곤국립연구소는…

1946년 미국 최초의 국립연구소로 지정됐다. 1500에이커의 부지에 각종 연구시설이 들어서 있으며 원자력 연구로 널리 알려져 있다. 3500명의 직원이 연 8억달러의 예산으로 2000가지의 연구과제를 수행하고 있다. 연구소 명칭은 현 연구소 근처에 위치했던 아르곤 삼림지(forestry)에서 유래했다. 삼림지는 현재 르몬트시 보다 동쪽에 위치해 있었다고 한다. 아르곤은 프랑스의 한 지방을 일컫는 말로도 알려졌다.