interview5 : 독일 대형연구시설의 운영관리체계와 새로운 원소 발견 이끄는 GSI를 만나다!
2016-03-21조회수 4,351 8
독일 대형연구시설의 운영관리체계, 우리와 다른점은?
새로운 원소 발견 이끄는 독일의 '중이온가속기연구소(GSI)'@ 작성 : 국가연구시설장비진흥센터(NFEC) 서인수 박사
독일 중부 작은 도시 다름슈타트 외각. 이곳에 위치한 중이온가속기 연구소(이하 GSI)는 지난 30년간 6종의 새로운 원소를 발견하면서 주기율표를 확장시키는 성과를 이뤘다. 새롭게 발견된 원소는 우주의 비밀을 밝히거나 생명과학, 기초의학 등 다양한 분야에 활용된다.
지난해 말 12월 14일부터 3박 4일간, 독일의 연구시설·장비 및 대형연구시설 운영·관리체계 현황을 조사하기 위해 독일을 다녀왔다.
독일의 R&D사업으로 구축되는 연구시설 장비 및 대형연구시설 운영 관리체계에 대한 분석을 통해 국내에 적용가능한 시사점 도출 및 벤치마킹을 위해 독일의 BMRZ* GSI** KNMF***를 차례로 방문하였다.
* 프랑크프루트대학 자기공명센터, Center for Biomolecular Magnetic Resonance at the Goethe University Frankfurt
** 독일중이온가속기, GSI Helmholtzzentrum fur Schwerionenforschung
*** 카를루스에 나노마이크로 기술연구소, Karlsruhe Nano Micro Facility
이번 현장방문은 독일의 국제협력 및 이용자 육성을 위한 지원 체계와 운영인력 관리 및 활용성과의 수집체계에 대한 논의를 위하여 방문하게 되었다. 이중 GSI를 방문하여 심성엽박사(GSI 근무 한국인 연구자)와 Dr. Langanke(연구 책임자), Dr. Ingo Peter(홍보과장)를 만나 심층적인 인터뷰 진행할 수 있었다.
(좌)선형가속기 UNILAC (우)GSI 내방
독일 중이온가속기는 SIS18 중이온 선형가속기 UNILAC, 중이온싱크로트론 SIS, 실험저장링 ESR, 핵파쇄분리기 FRS, 고에너지레이저 PHELIX 등으로 구성된다.
40여년의 역사를 자랑하는 'UNILAC'는 보라색 빛깔의 굵은 드럼통이 기차를 연상시키는 모양으로 죽 연결해놓은 구조로서 길이만 200m에 달하며, 이온을 3만㎞까지 가속시킬 수 있다. 이 선형가속기는 핵구조 및 희귀원소 생성 연구, 우주의 진화과정 탐구, 이온 암치료에 활용되었다. 이를 통하여 새로원 원소 6종*을 발견하였으며, ‘97년부터 ’07년까지 316명의 중이온 암치료를 성공하였다.**
* * GSI 발견 신원소 6종 : 107번(Bh), 108번(Hs), 109번(Mt), 110번(Ds), 111번(Rg), 112번(Unb)
** IBS(기초과학연구원) 내 중이온가속기사업단 제공
FAIR 구축 모델
또한, GSI는 차세대 중이온가속기시설인 국제입자가속기센터(이하 FAIR)을 주도하여 구축하고 있다. FAIR(Facility for Antiproton and Ion Research)는 8년간 15개국이 참여하고 있으며, 12억 유로가 소요되는 국제협력 대형연구시설이다. 대형연구시설 구축비는 독일정부가 75%(연방정부가 65%, 헤센주가 10%), 기타 파트너국가들이 25%를 조달할 예정이다.
현재 GSI는 기초과학 연구를 위하여 108백만 유로(연방정부 90%, 지방정부 10% 지원)가 지원된 시설로서, 전 세계에서 1,400여명의 연구자들이 방문 연구를 수행하고 있다. GSI는 FAIR를 통하여 기존 가속수준을 업그레이드를 하면서, 이온 가속의 사양을 업그레이드하고 해외 우수연구자들의 유입 및 국제공동연구를 강화할 계획에 있다.
먼저 GSI에 대한 인터뷰를 소개하기에 앞서 독일 국가R&D재원 지원 체계를 살펴보면, 독일 정부의 예산 구조는 연방정부와 지방정부(독일의 경우 주정부로 함)로 구분되는 이중적 행정구조로 되어 있으며, 이는 과학기술 행정체계에 그대로 반영되고 있다.
독일의 과학기술분야 예산 투자 및 관리는 14개 연방행정부서 중 우리나라의 미래창조과학부의 역할과 비슷한 업무성격을 가진 ‘연방교육연구부(BMBF)’와 우리나라의 산업통상자원부와 유사한 역할을 수행하고 있는 ‘연방경제기술부(BMWi)’가 주도적으로 담당하고 있다.
연방교육연구부(BMBF)는 기본법의 규정에 따라 교육 및 과학정책을 수행하며, 과학연구 및 개발에 관한 지원을 60% 이상을 차지한다. 교육보다는 과학기술진흥 분야에 더 많은 주안점을 두고 있으며, 기초와 응용 연구에 대한 지원에 초점에 맞추어져 있고, 개발 및 상용화는 연방경제기술부가 그 역할을 담당하고 있다.
BMBF는 산하에 막스플랑크연구협회(Max Planck Society, MPG), 헬름홀츠연구협회(Helmholtz Association, HGF), 라이프니츠연구협회(Leibniz Association, WGL), 프라운호퍼연구협회(Fraunhofer Society, FhG) 4개의 대표적인 연구협회 운영하고 있다. GSI는 GSI는 헬름홀쯔연구협회* 산하 16개 대형 연구센터의 하나로, 전체 운영예산중 연방정부와 헤센주가 90대 10의 비율로 예산을 지원하여 운영되고 있다.
* 헬름홀쯔 협회는 전체 예산의 70%를 연방정부와 주정부가 지원해주고 있으며(지원 비율은 90:10), 예산의 나머지 30%는 수탁 자금지원의 형태로 확보함. 보다 자세한 사항은 프리즘 R22 참조
독일의 과학기술의 거버넌스 구조
Interview
Q. 시설에 대해 간략한 소개와 주요 연구성과를 꼽아본다면?
GSI는 헬름홀쯔연구협회 산하 16개 대형 연구센터의 하나입니다. 1969년 설립되었으며, 핵심시설은 중이온가속기의 운영과 연구를 위해 300여명의 과학자와 엔지니어를 포함 약 1,050명의 직원이 근무하고 있죠습니다. 중이온가속기는 기초과학 연구의 핵심 시설로서 물질의 구성요소를 찾고, 신물질을 찾아내는 등 응용범위가 매우 넓습니다. 주요 관련 연구분야로서 가속기 기술 분야, 원자핵물리, 측정기술, 생물학 및 핵의학, 재료 연구, 플라즈마물 리가 있을 수 있습니다.
GSI는 연평균 353편의 논문 발표를 했고, 7종의 새로운 원소 발견하여 세계적으로 공식 인정된 것이 GSI의 가장 큰 업적이라고 할 수 있죠. 연구결과의 대표적인 응용 사례로는 10년 전부터 시행되고 있는 뇌종양 치료를 들 수 있는데, 현재까지의 임상결과 종양 치료에 대한 부작용 없이 90%의 완치율을 보이고 있습니다.
Q. 중이온가속기를 처음 설계할 당시 기술위원회 등은 어떻게 구성·추진되었는지?
독일은 주관 기관의 선정된 절차에 의해 도입되고 있습니다. GSI의 중이온가속기는 Top-down이 아니 철저한 Bottom-up 방식으로 추진된 시설이죠.., 당시 주변의 5~6개 대학에 소형 가속기 등은 있었지만, 동 대학 교수들이 대형 가속기의 필요성을 정부에 제안하였고, 이에 따라 연방정부에서는 교수들에게 가속기의 구축 컨셉을 잡도록 하여 처음 사업이 시작되었습니다.
다른 경우는 GSI와 달리 top-down의 방식이 있을 수 있으나, 일반적으로 대형연구시설의 경우 bottom-up 방식이 더 효율적이라고 생각합니다.
Q. GSI의 운영비는 어떻게 확보하며, 운영인력의 규모는 어떻게 되나요?
연간 예산은 약 1억 유로이며, 이는 연방예산에서 90% 연구센터 소재지인 헤센주에서 10%를 지원해주고 있어요. 300여명의 연구자와 별도로 가속기 라인을 운영하고 유지보수하는 엔지니어를 별도로 운영하고 있죠.
유지보수 및 가동상태를 확인하기 위하여, 연방정부에서는 별도로 임명한 엔지니어가 상주하고 있어 매주 이에 대하여 점검하고, 1년에 1회 이상 연방정부에 보고하도록 되어 있습니다.
운영비는 인건비, 장비도입비, 수리비 등을 향후 5년 동안의 계획을 수립하고, 이에 대한 타당성 검토 후 지원하게 됩니다.
Q. GSI는 대형연구시설에 대한 별도의 성과평가를 어떻게 실시하는지?
중이온가속기의 경우 과학기술위원회와 같은 별도의 연방정부 위원회에서 1년 주기로 현장방문을 통하여 시설에 대한 평가를 실시하며, 시설의 유지보수 상태나 가동상태 등을 평가 지표에 포함시킵니다. 그리고 연구 프로젝트 제안의 경우 모든 연구자들이 아이디어를 기획할 수 있으며, 이에 대한 검토는 GSI에서 실시하지만 연구결과에 대한 평가는 연방정부에서 실시합니다.
FAIR의 경우, 국제공동연구프로젝트인 만큼 현장평가가 아닌 서면을 통하여 평가를 실시하고 있지만, FAIR 프로젝트의 위원회에서 이에 대한 평가를 실시하고 있습니다.
Q. 중이온가속기 시설의 활용은 어떻게 이루어지나요?
GSI의 중이온가속기는 유럽의 많은 대형 연구시설이 그렇듯이 전 세계에 open된 "User Lab" 개념으로 운영되고 있는데, 매년 약 1,400여명의 외부 연구자가 GSI를 방문하며, 이중 50개 이상 국가의 연구원들이 약 50%, 독일의 연구자들이 약 50%를 차지합니다.
FAIR의 경우, 재원을 투자한 국가에 대하여 빔라인을 우선적으로 제공하며, 공동연구개발 제안에 따라 외국과의 공동연구를 실시하기도 합니다.
Q. FAIR 시설은 국제공동연구프로젝트로 알고 있는데, 어떻게 구축이 이루어졌으며, 국제교류는 어느 정도 이루어지나요?
먼저 ‘FAIR’는 "The Universe in Lab"을 모토로 한 시설로서 유럽의 700여명 연구자들이 필요성을 도출하는 bottom-up 방식으로 진행되었습니다. FAIR의 구축 시 건설공사의 가장 주요 착안점으로 둔 것이 시설의 안정성과 경제성이었으며, 이에 건설공사의 별도의 경제성 검토를 실시했어요. FAIR 시설은 지하가 아닌 지상으로 구축한 이유는 구축에 경제성을 고려한 것이지만, GSI 중이온 가속기와 FAIR의 연결부는 지하로 하는 이유는 안정성을 고려한 것입니다.
GSI는 향후 8년간 15개국이 참여, 12억 유로를 투자하는 FAIR(Facility for Antiproton and Ion Research) 국제공동연구프로젝트를 통해 국제협력 및 중이온가속기 시설을 더욱 업그레이드시킬 예정입니다.
최근 들어 과학기술은 다학제간 융복합화, 대형화에 따라, 첨단 기술의 선점을 위한 혁신적인 연구성과 창출이 가능한 대형연구시설의 중요성이 부각되고 있다. 이번 독일 대형연구시설의 현장방문을 통하여 독일 연구시설의 운영·활용 체계에 대한 개념을 이해할 수가 있었다.
특히, 막대한 기간과 자금이 투입되는 대형연구시설의 구축 필요성을 도출하기 위한 대형연구시설 선정체계는 무척 인상적이었다. 또한, 대형연구시설 연구성과의 극대화를 위하여 공동활용 및 국제교류에 대한 개념 및 지원·평가 체계는 우리 대형연구시설의 효율적인 운영을 위하여 필요조건으로 생각된다.
이번 독일의 연구시설·장비 관리 제도에 대한 조사 결과는 향후 우리나라의 대형연구시설의 운영 활용 체계 개선을 위한 벤치마킹 자료로 활용할 예정이며, GSI뿐만 아니라 독일연구재단(DFG) 및 4대 연구협회의 연구시설·장비 관리제도에 대한 심층적인 조사를 통하여 정부 국가연구시설장비 고도화 정책수립 지원 및 국가연구시설장비 관리 표준지침 개선 등에 활용할 예정이다.
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