중국 산열 중성자원: 국가의 중기 지속 돌파, 다분야 과학연구 혁신 능력 부여

1. 장치 개황: 국내 공백을 메우고 국제 선진 대열에 들어서다

• 기본정보: 중국산열중성자원은 우리 나라"12.5"기간에 중점적으로 건설한 12대 과학장치의 으뜸으로서 중국과학원과 광동성인민정부가 공동으로 건설하고 총투자액이 약 23억원에 달하며 2011년에 건설을 착공하고 2018년 8월에 국가검수를 통과하고 정식으로 운행에 들어가 국내 펄스중성자응용령역의 공백을 메웠다.
• 국제적 지위: 세계 네 번째 펄스식 산열 중성자원으로서, 그 종합 성능은 미국, 일본의 동종 장치에 버금가고, 출력은 영국 산열 중성자원의 4배이며, 설비 국산화율은 90% 를 초과하여, 우리 나라가 강류 양성자 가속기와 중성자 산란 분야에서 큰 도약을 실현하고, 기술 수준은 국제 동종 장치 선진 대열에 진입하게 한다.
• 핵심 구성: 주로 80MeV 음수소 이온 직선 가속기, 1.6GeV 고속 순환 양성자 동기 가속기, 두 개의 빔 흐름 수송선, 한 개의 표적 스테이션과 여러 대의 스펙트럼 및 부대 시설을 포함하며, 표적 스테이션은 텅스텐 조각 접합 표적체를 사용하여 높은 통량의 중성자 빔 라인을 제공할 수 있으며, 과학 연구 실험에 기초 지원을 제공할 수 있다.

2. 최근 돌파: 빔류 전력과 2기 공정 이중 진전

• 빔류 출력 재등반: 2026년 3월 4일, CSNS 표적 빔류 출력은 185kW에 도달하여 안정적인 빔 공급 운행을 실현하였는데, 이는 2024년 170kW를 돌파한 후 다시 기록을 경신한 것이다. 빔류 출력의 향상은 사용자의 실험 시간을 대폭 단축시켰고, 장치 사용 효율을 향상시켰으며, 최전방 분야의 실험에 더욱 강한 버팀목을 제공했다.
• 2기 공정의 첫 번째 선역 출속: 2026년 3월 5일, CSNS 2기 공정 중성자 기술 발전 선역이 성공적으로 출속되어 대역 빔 디버깅을 가동하였는데, 빔 흐름 성능은 초보적으로 예상에 부합하며, 이 선역은 우리나라 최초의 산열원 기반 비행 시간형 냉열 중성자 테스트 전용 선역으로, 다양한 중성자 빔 흐름 테스트 연구를 전개할 수 있으며, 고급 과학 기기의 국산화에 테스트 조건을 제공한다.
• 2단계 공사 안정적 추진: CSNS 2단계 공사는 2024년 1월에 정식으로 착공하여 건설 주기가 5년 9개월이며, 2029년 10월에 전면적으로 건설될 예정이며, 11대의 중성자 스펙트럼과 실험 단말기를 중점적으로 건설할 것이며, 그 때 중성자 스펙트럼 총수는 20대에 달할 것이며, 가속기 표적 빔 흐름 출력은 1기의 100kW에서 500kW로 향상될 것이다.

3. 과학연구성과: 다분야에서 꽃을 피우고 관건기술난제를 해결해야

• 의료용 동위원소 분야 돌파: 2026년 3월 28일, 산열중성자원과학센터와 중국동투원자고과주식유한회사는 합작협의를 체결하고 악티늄-225 등 3가지 관건의료용 알파동위원소에 초점을 맞추고"산-학-연-용"일체화체계를 구축하여 자주화 알파핵약이 실험실에서 림상으로 나아가는 것을 가속화하여 종양환자에게 새로운 희망을 가져다주었다.
• 핵심설비 자주혁신: 2025년 6월, CSNS 직선가속기 첫 준중형 P주파수대역 고출력 초구조재료 속도조절관이 검수를 통과했다. 이는 국제최초로 이 류형의 설비로서 그전에 이 류형의 설비가 수입에 의존하던 국면을 타파하고 우리 나라 고급무선주파수부품의 연구개발실력을 과시하였으며 2026년 9월에 정식으로 개통할 계획이다.
• 다학제 과학연구 돌파: 2025년 8월, CSNS 통용 분말연사기에 의탁하여 과학연구팀은 저온 초강력 근화 연구 분야에서 돌파를 이룩하였고, 성과는"Nature"잡지에 발표되었다;이밖에 질서있는 결정열전도, 고엔트로피열전국역구조해석 등 분야에서도 중요한 진전을 가져왔으며 관련 성과는 국내 높은 수준의 정기간행물"국가과학평론"에 발표되였다.
• 산업 및 민생 분야 응용: 2024년 12월, CSNS에 의탁하여 국내 최초의 대구경 고강급 석유 및 가스 파이프 링 용접봉 잔여 응력 테스트를 완료하여 에너지 안전에 기술 지원을 제공한다;이와 동시에 항공발동기의 날개응력테스트,"분투자"호 유인잠수기 용접테스트, 리티움전지성능연구 등 분야에서 중요한 역할을 발휘하여 관련 산업의 승격을 조력해야 한다.

4. 전략적 의의: 혁신 발전을 부여하고 국가의 중대한 수요를 지탱한다

• 과학연구의 자주적혁신을 추진한다: 기초연구와 응용연구플랫폼으로서 CSNS는 매년 5000시간 이상의 실험기를 제공할 때 전 세계 과학연구팀에 봉사하며 에너지, 재료, 생명과학 등 여러 전연분야를 포괄하여 일련의 국가의 중대한 수요와 산업관건기술문제를 해결하였다.
• 지역발전 조력: 광동, 향항, 오문 대만구에서의 국가중대과학기술기초시설의 배치를 추진하여 광동, 향항, 오문 대만구의 종합성국가과학중심건설에 중요한 버팀목을 제공하고 지역의 원시혁신능력향상과 관련 산업클러스터의 발전을 이끌어야 한다.
• 국제영향력 제고: CSNS의 안정적인 운행과 지속적인 돌파는 우리 나라를 세계에서 산열중성자원의 핵심기술을 장악한 소수의 국가로 만들었으며 국제기술독점을 타파하고 우리 나라의 선단과학분야에서의 국제발언권과 경쟁력을 제고시켰다.