핵물리학 및 중이온가속기 실험장치 연구실Nuclear Physics and Heavy-ion Accelerator Instrumentation Laboratory 기초과학연구원 중이온가속기연구소 · UST IBS 스쿨Institute for Rare Isotope Science, IBS · UST IBS School

연구 분야Research

핵구조와 핵반응, 별에서 원소가 만들어지는 과정을 가속기 실험으로 연구합니다.We study nuclear structure, nuclear reactions and how the elements are forged in stars.

다섯 개의 연구 분야Five research areas

입자가속기 활용 핵물리학 실험 연구Accelerator-based experimental nuclear physics

국내 중이온가속기를 비롯한 국내외 주요 가속기 시설을 활용하여 핵물리학 실험 연구를 수행합니다. 희귀동위원소를 대상으로 핵구조, 핵반응 단면적, 붕괴 특성 등 원자핵의 물리적 특성을 정밀하게 측정하고 규명합니다.

We carry out nuclear physics experiments using Korea's heavy-ion accelerator as well as major accelerator facilities worldwide, precisely measuring nuclear structure, reaction cross sections and decay properties of rare isotopes.

핵천체물리학 및 우주 원소 기원 탐구Nuclear astrophysics and the origin of the elements

신성 폭발, X선 폭발, 중성자별 충돌 등 극한의 천체현상에서 일어나는 핵합성 과정을 규명하고 우주 원소의 기원을 추적합니다.

We investigate nucleosynthesis in extreme astrophysical environments — novae, X-ray bursts and neutron star mergers — to trace where the elements came from.

희귀동위원소 빔 생성 및 실험 장치 운영Rare isotope beam production and instrument operation

KoBRA와 그 빔라인을 직접 운영하며, 빔 광학 계산과 빔 튜닝을 통해 연구에 필요한 희귀동위원소 빔을 생성하고 그 특성을 분석합니다. 중이온가속기 빔라인과 실험 장치의 설계·제작·성능시험 또한 직접 수행합니다.

We operate KoBRA and its beamline, producing rare isotope beams through ion-optics calculations and beam tuning. We also design, fabricate and commission accelerator beamlines and experimental devices.

첨단 방사선 검출기 개발Advanced radiation detector development

평행판 애벌런치 검출기(PPAC), 실리콘 스트립 검출기(SSD), 플라스틱 섬광체 등 하전 입자·감마선·중성자를 고정밀로 측정하기 위한 검출기를 연구·개발하고 실제 실험에 적용합니다.

Parallel plate avalanche counters, silicon strip detectors and plastic scintillators for charged particles, gamma rays and neutrons — developed here and used in our own experiments.

가속기 기반 기초과학 응용 연구Accelerator-based applied research

중이온가속기 시설을 활용하여 우주용 반도체의 단일 사건 효과(SEE) 시험, 신소재 및 의생명 분야의 내방사선 시험과 물성 연구 등 폭넓은 응용 연구를 진행합니다.

Single event effect testing of space-grade semiconductors, radiation-hardness testing and materials characterization for advanced materials and biomedical applications.

실험 경험Experience

해외 가속기 시설에서 수행한 실험 20건20 experiments at accelerator facilities abroad

희귀동위원소 빔 실험 13건, 안정 동위원소 빔 5건, 중성자 빔 1건, 감마선 빔 1건입니다. 일본 CRIB, 캐나다 TRIUMF, 미국 노트르담대학교와 오크리지 국립연구소의 HRIBF, 유럽 시설 등에서 수행한 실험에 참여했습니다. 학생도 같은 방식으로 해외 실험에 참여하게 됩니다.

Thirteen with rare isotope beams, five with stable beams, one with neutrons and one with gamma beams — at CRIB in Japan, TRIUMF in Canada, the University of Notre Dame and HRIBF at Oak Ridge in the United States, and facilities in Europe. Students take part in these experiments the same way.

최근 실험 이력Recent activity

장치를 세우고, 빔을 통과시키고, 핵종을 확인하기까지의 기록입니다.

Building the instrument, getting beam through it, identifying the nuclides.

2026

우주용 반도체 SEE 시험 결과 발표Space-semiconductor SEE results published

KoBRA에서 생성한 2차 중이온 빔으로 우주용 반도체의 단일 사건 효과를 확인한 결과를 Nuclear Engineering and Technology 58, 104105에 발표했습니다.

Results confirming single event effects in space-grade semiconductors with secondary heavy ion beams from KoBRA were published in Nuclear Engineering and Technology 58, 104105.

2026

KoBRA 성능 시험 논문 발표KoBRA commissioning paper published

KoBRA를 비행분리형 분리장치로서 시운전한 결과가 Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B 573, 166043에 발표되었습니다. 산소와 마그네슘 등 여러 핵종을 사건 단위로 식별해 설계 성능을 확인했습니다.

The commissioning of KoBRA as an in-flight fragment separator was published in Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B 573, 166043, with event-by-event identification of oxygen, magnesium and other nuclides confirming its design performance.

2024 – 2025

우주용 반도체 내방사선 시험Radiation testing of space-grade semiconductors

한국항공우주연구원과 함께 안정 빔 및 희귀동위원소 빔으로 단일 사건 효과(SEE) 시험을 수행하여, 국내에서 이 시험이 가능함을 확인했습니다.

With the Korea Aerospace Research Institute, single event effect tests were carried out using stable and rare isotope beams.

2024. 08

ISOL 빔의 첫 KoBRA 수송First ISOL beam delivered to KoBRA

ISOL에서 생성한 25Na 빔을 SCL3로 가속해 16.4 MeV/u로 KoBRA까지 수송하고 명확히 식별했습니다. 라온에서 처음 이루어진 결과입니다.

A 25Na beam from ISOL was accelerated through SCL3, delivered to KoBRA at 16.4 MeV/u and clearly identified — a first for RAON.

2024

희귀동위원소 빔 생성과 식별Rare isotope beam production and identification

40Ar 빔과 흑연 표적으로 희귀동위원소 빔을 생성하고, PPAC와 실리콘 스트립 검출기 조합으로 핵종을 식별했습니다.

Rare isotope beams were produced with a 40Ar beam on a graphite target and identified with PPACs and silicon strip detectors.

2023

KoBRA 첫 빔 시운전First beam commissioning at KoBRA

SCL3에서 공급된 40Ar 1차 빔(16.1 MeV/u)을 KoBRA에 통과시켜 각 초점면의 위치·비행시간·에너지 손실 측정계를 검증했습니다.

A 16.1 MeV/u 40Ar primary beam from SCL3 was transported through KoBRA, verifying position, time-of-flight and energy-loss measurements at each focal plane.