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2020-05-14 오후 2:35:38 입력 뉴스 > 사설&칼럼

(김용필/ 과학칼럼)
“삶의 모형을 바꾸는 방사광 가속기 시대”

(눈앞에 닥친 삶의 대 변혁)



▲ 김용필 소설가.
 포스트 코로나 후 방사성 가속기의 출현은 우리의 삶과 사회적 구조를 모두 디지털 산업으로 바꾸어 버릴 것이다.

 

다변화 상호 협조 공동 사회가 개인적이고 폐쇄적인 구조로 바뀌어 국가와 국가, 개인과 개인 간의 생산, 유통, 소비 패턴이 360도 전환되는 시대를 맞게 될 것이다.

 

환경 개선의 그린 뉴델 정책의 변화로 개인 위주의 삶의 패턴으로 바뀌면서 빨리 적응 대비하지 못한 자는 낙오가 될 것이다.

 

  1. 3D프린트와 방사광 가속기

 

지금까지 4차 산업은 AI와 3D프린트가 주도하였다. 누구나 3D프린트 한대 만 있으면 못 만드는 기술이 없다고 말하였다. 즉 3D 프린트는 어떤 물체를 1차, 2차, 3차 입체 공간에 놓고 그 정밀한 형상을 측정하여 입체 형상을 프린팅 하여 기계 제작 공정을 통하여 제품을 만드는 것이다.

 

그러나 3D프린터가 나오기 전엔 수학을 통한 설계도로 만들었다. 사실 미분방정식 같은 고도화된 공업수학의 계산으로 물건을 만들었다.

 

따라서 고차원의 미분방정식이 적용 되었다. 그런데 방사광가속기가 개발됨으로써 제4차 첨단 산업은 미분방정식도 3D 프린트도 따르지 못할 만큼 더 빠른 속도로 제품을 만들어 낼수 있다.

 

  2. 방사광 가속기 란

 

방사광 가속기란 광원을 1백만 배 이상의 강력한 빛으로 만들어 전자총으로 쏘아서 전자 흐름을 빛의 속도로 가속시키는 장치를 말한다. 광속으로 가속된 전자빔이 원형 궤도를 따라 회전하면서 그 진로가 바뀔 때 매우 강력한 빛을 만들어 형체를 만들어낸다.

 

방사광가속기는 직접 관측할 수 없는 미세한 원자나 분자 같은 물체의 근원적 구조를 가시광선으로 규명할 수 있는 첨단 과학기술 장치다.

 

보통 일반적인 정밀 표면 분석이나 물체구조 분석은 파장이 짧은 자외선이나 X선을 이용 하였는데 방사광가속기 개발로 전자를 빛과 같은 속도로 가속시키고 이를 전자석을 이용해 회전시킬 때 발생하는 자외선 X선 등 넓은 영역의 고속도, 고휘도의 빛을 얻어 최첨단 장비에 이용한다.

 

짧은 파장의 방사광 빛(X-ray)을 이용해서 극 미세 가공, 극 미세 물체의 분석이 가능하다. 이는 원자와 분자분광학, 표면과 계면 연구, X-선 회절과 산란 연구, 단백질 결정 구조 분석, 광화학 반응 연구에 이용된다.

 

따라서 방사광 가속기는 최첨단 분석 측량 장비로 2차전지, 신소재, 반도체 개발 등 에너지 산업 분야는 물론, 물리· 화학· 생명공학 등 기초과학 연구에 폭넓게 활용할 수 있다.

 

더 나아가서 연료 전지· 수소 저장 재료를 비롯한 친환경 미래 배터리 등 에너지 분야 연구 개발. 바이러스 DNA구조 분석에 따른 신약 개발, 신체 질병 진단 및 치료를 위한 나노로봇용 초소형 기계부품 제작 등 거의 모든 과학 분야에 필수적인 연구시설로 이용할 수 있다.

 

4세대 원형 방사광 가속기는 물질의 방사광 현상을 이용하는 X선 레이저 방식이 아니고 전자를 고에너지 가속기 속에서 제어하고 운동시켜 얻을 수 있는 자유로운 전자의 X선 자유 전자 레이저(XFEL)를 얻을 수 있다.

 

  3. 그린 뉴델 산업의 방사광 가속기 이용

 

생명과학 분야의 변혁이 예고된다. 단백질등 영양소의 제조와 응용, 비결정 생체 물질의 구조, 약제 설계, 신약 개발과 세균 분석, 첨단 소재의 원자와 전자 구조 연구와 재료의 물성분석, 산업 자재의 신물질 창조. 재료의 개선에 이용하고,

 

화학반응 분야로는 속도와 촉매 반응, X선 등 원자·분자 분광, 초미량 원소 분석, 고고학을 연구와 지구 과학에 이용, 지구의 심층 분석, 물질의 구조와 상태, 극한 환경의 물성, 운석과 우주 먼지의 분석하며

 

환경 개선 과학으로 생체 시료, 환경오염 미량 원소 분석, 고성능 전지 재료의 국소 구조 해석, 환경 정화용 촉매의 분석을 할 수 있다.

 

의학에는 미소 혈관 조영법, 종양 혈관의 관찰, 토모그라피, 굴절 콘트라스트영상· 호흡기계 질환의 관찰에 쓰이고, 반도체용 산화물(재료)분야의 나노 재료의 평가, 미량 원소 분석, 재료의 단층 관찰, 재료의 응력 분포 해석에 쓰인다.

 

  4. 그린 산업의 변화의 충격에 대비하자.

 

방사광 가속기가 불러올 산업의 구조는 4차원적이다. 지금까지 사람과 기계가 생산하고 운반하고 소비하던 시대가 완전 눈에 보이지 않는 속도로 자동화 된다는 것이다.

 

광속기 시대에 가장 먼저 사라질 직종은 자동차, 운수와 항공과 해운이다. 4차원의 세계는 우주적 개념보다는 평면상 수직상 입체상이 공간상의 작은 집약 개념으로 바뀐다.

 

광속 디지털 산업의 발달은 도시구조를 먼저 바꾼다. 우린 앞으로 입체 원형의 도시에 살게 될 것이다. 원형의 도시는 모든 것이 디지털 자동으로 연결되어 있다. 한곳에 집단으로 원형 틀 속에 살면서 모든 교역과 생산 소비가 이루어지고 유통된다.

 

예를 들어보자. 상암 축구장 같은 공간입체 도시에서 많은 도시인이 역할과 재능을 서로 교환연대로 사는 것이다.

 

운동장에서 공산품, 농산물, 기계, 가공품, 가전 생활용품을 만들어 관람석에 앉은 사람들처럼 들어선 주택으로 온라인으로 연결 되어 모든 것이 신속하게 자동적으로 공급된다. 필요한 것은 메시지 한통으로 신속하게 배달되고 운반 설치되어 인력의 용역이 줄어든다.

 

이런 고차원적인 도시 구조가 이루어지면 해운, 항공, 자종차등 복합적 유통산업이 축소되고 말없이 속도를 가하는 전자 유통의 도시가 생성된다. 따라서 인간은 작은 우주 도시에서 디지털 자동의 신소재 신기술 개발로 개인주의가 팽배할 것이다.

 

  5. 인간의 삶을 바꾸는 광속기 시대의 문학

 

*콘텐츠 산업의 각광 시대가 열리고

*개인용품 개별화시대가 오면서

*생명 환경개선 산업의 시대가 다가온다.

 

콘텐츠 산업을 육성하는 모체는 문학이다. 문학의 본질은 인간의 가치 추구와 잠재된 능력 개발의 방향을 설정하여 행복한 삶의 가치를 창작하는 작업이었다.

 

과거와 현대에 살았던 인간의 발자취를 더듬고 살펴서 상상의 세계를 보편적인 가치로 정화하는 아름다운 감정의 동화를 꾀해 왔다. 문학은 현대를 직시하면서 미래를 향하여 장미빛 희망을 가졌지만 4차원 세계의 문학은 인간의 욕망을 충족하는 켄텐츠 산업으로 변할 것이다.

 

문학은 현상을 넘은 상상을 과학을 통하여 실증케 하였다. 즉 공상과학은 문학이 주도하는 이상이었다. 그렇게 문학은 과학의 콘텐츠를 제공하고 예술의 방향을 제시하였다. 그러나 광속기 시대의 문학의 지향점은 감상적인 사고가 아닌 직감의 만족으로 발전할 것이다.

 

운문보다는 리얼한 전개를 주시하는 산문 풍의 컨텐츠 문학이 스피드 한 광속시대에 걸맞은 문학이다. 삶의 가치를 서정의 감성보다는 직감을 자극하는 쪽으로 발전할 것이다.

 

개인생활 개별화 시대는 인간의 취향이 바뀐다. 과거의 문학이 지향하는 감성보다는 현실 직시의 감흥이 빠른 형태로 창작될 것이다. 오로지 직관의 행복을 추구하는 지향의 문학 작품들이 광속기 시대엔 삶을 제시하는 산업으로 전환 될 것이다.

 

 

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