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예미랩
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예미랩(禮美 Lab, 영어: Yemi Laboratory)은 기초과학연구원(IBS) 지하실험연구단에 속한 대한민국 강원특별자치도 정선군 신동읍 함백로 211 예미리의 지하실험실이다. 예미산 지하 1,000m 깊이에 있으며, 2022년 10월 5일 준공식을 거쳤다.[2]
역사
예미랩이 위치한 공간은 본래 SM그룹의 계열사인 한덕철광산업의 신예미광업소였으며, 지상연구실은 옛 함백중고등학교 부지였다.[3] 기초과학연구원(IBS) 지하실험연구단은 6년이 걸려 이곳 지하에 실험실을 마련할 수 있었다.[4] 2016년 6월 예미랩 구축 승인을 시작으로 2016년 2월 한덕철광산업과 기초과학연구원이 부지 사용 협약을 맺었고, 2017년 8월 기초과학연구원·정선군·한덕철광산업이 3자간 업무 협약을 맺었다.[5]
2017년 1월부터는 약 308억 원이 투입되어 구축 사업이 시작되었다.[1] 예미랩은 2020년 8월 지하터널 1단계 완공에서부터 시작해서, 2022년 9월 대용량 검출기 구축 공사와 지상 연구실 리모델링을 완료했다. 2022년 10월 5일에는 준공식을 개최하여, 이로써 면적으로 따지면 3000m2 세계 6위급 지하실험시설이 되었다.[2] 2023년에는 양양실험실(Y2L)의 실험 기구를 이전해서 본격적으로 실험이 시작될 계획이다.[2]
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지질
예미랩은 원래 신예미 철광상의 철광석을 채굴하던 신예미광업소였다. 신예미광상은 태백산 광화대의 서부인 정선군 신동면 조동리에 위치한 스카른(Skarn)형 자철광상으로 납-아연광상과 같이 있다. 광산 주변에는 조선 누층군 막골층, 평안 누층군 만항층, 상기 지층을 관입했으며 영월군의 이목 화강암과 동일 기원으로 해석되는[6] 중생대 백악기의 신예미 화강암/신예미화강섬록암과 유문암, 규장암, 석영반암 등으로 구성된다. 조선 누층군 막골층은 대개 북동 20~30°의 주향과 북서 20~25°의 경사를 가지며 하부 석회암대, 중부 돌로마이트대, 상부 석회암대로 구분된다. 막골층 내 돌로마이트질 대리암은 감람석, 금운모 같은 변성스카른 광물을 수반한다. 반암류는 100~300 m의 두께와 400~1,000 m의 연장을 가지며 막골층과 홍점층은 관입암체에 의해 접촉변성을 받았다. 자철광체는 북북서 방향의 단층에 의해 상부광체와 하부광체로 구분되며 상부광체에서 가장 큰 B 광체는 직경 60~70 m, 연장 120 m이다. 자철광체에서는 자철석 계열의 광물과 고토감람석(forsterite 포스테라이트), 클리노휴마이트(clinohumite)-콘드로다이트(chondrodite), 금운모, 녹니석과 사문석 등으로 구성된다.[7] 서부 황화광체는 상부자철광체 서쪽 끝부분에 위치하며 석류석, 베수비아나이트(vesuvianite), 단사휘석, 규회석, 투각섬석, 녹렴석, 섬아연석, 황동석, 휘수연석(몰리브데넘광), 유비철석, 황철석, 자류철석 등으로 구성된다. 동부 황화광체는 자철광체에서 남동쪽으로 600 m 떨어져 있고 신예미화강섬록암과 막골층 하부석회암의 접촉부에 형성되었다. 주요 광물은 석류석, 녹렴석, 섬아연석이며 방연석, 황동석, 휘수연석을 수반한다.[8][9] 신예미광상 중 자철광상과 연관된 화강반암의 칼륨-아르곤 연대 측정 결과는 77.2±1.7 Ma이고 자철석과 공존하는 스카른대에서 산출되는 금운모는 77.68±1.96 Ma이다.[10]
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시설
진입로
예미랩에는 한덕철광의 광산 갱도가 뚫려 있으며, 초속 4m의 엘리베이터로도 지하 600m 지점에 도달할 수 있다. 전용 차량으로 682m의 진입 터널을 통과하면 지하 1,000m 지점에 갈 수 있다.[11]
실험구역
예미랩에는 총 13개의 실험실이 가로와 세로 각각 15m와 높이 20m의 개미굴 형태로 만들어져 있는데,[1] 기초과학연구원 지하실험연구단의 연구가 이루어지는 주요 실험구역은 네 곳이다.[4] COSINE(코사인)-200 실험이 두 구역, AMORE(아모레)-II와 LSC(대형 액체섬광물질 검출기)가 각각 한 구역을 차지한다.[4]
- COSINE-200: 아이오딘화 나트륨(NaI) 섬광단결정체의 결정 100kg 속 원자핵에 암흑물질 중 하나인 윔프(WIMP)가 충돌하는 것을 감지한다. 충돌할 때에 에너지를 얻어 원자핵이 빛과 열을 방출하면, 전기 신호로 바꾸어 감지할 수 있다.
- AMORE-II: 몰리브데넘(Mo)-100 결정 22kg에서 이중 베타 붕괴를 관측해 중성미자의 특성을 밝힌다. 중성자 2개가 양성자 2개로 변하면서 전자 2개만 방출되는 '중성미자 없는 이중 베타 붕괴'가 관측된다면, 중성미자가 반중성미자로써 서로 쌍소멸했으므로 중성미자가 마요라나 페르미온임을 입증할 수 있다.
- LSC: 중성미자나 암흑광자를 입자 가속기에서 직접 생성하여 관찰한다.[4][11]
나머지 터널은 기상청, 한국항공우주연구원, 한국지질자원연구원, 국가수리과학연구소, 경북대학교, 한국원자력연구원 등 국내외 연구기관이 사용한다. 미국 매사추세츠 공과대학교를 포함한 국제연구 기관 아이소다르(IsoDAR)도 관심을 두고 있다.[12][1]
기타
예미랩은 40명이 72시간 동안 생존할 수 있는 대피소가 설치되어 있다.[11] 벽에는 특수 페인트가 발라져 있어서 땅에서 차단하지 못한 입자를 차폐할 수 있다.[4]
같이 보기
외부 링크
각주
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