의료용 방사성 동위원소와 양성자 빔 활용연구를 위한 나선형 입자가속기 중형 사이클로트론(Cyclotron)이 본격 가동된다.
미래창조과학부는 한국원자력의학원이 개발해 한국원자력연구원(KAERI)정읍 첨단방사선연구소에 설치한 30MeV(메가 일렉트론 볼트)급 중형 사이클로트론 'RFT-30'이 올해부터 연구 목적의 방사성 동위원소를 생산할 수 있게 됐다고 28일 밝혔다.
사이클로트론은 조기 암 진단을 위한 PET(양전자방출단층촬영) 용 동위원소 등을 생산하는 입자 가속기다. 사이클로트론은 입자가 나선형의 궤도를 통해 회전 반경이 커지면서 높은 에너지를 얻는 방식으로 개발비가 저렴하고 비교적 작은 규모에서 효과적으로 입자를 가속시킬 수 있어 동위원소 생산 또는 저에너지 가속기에 적용되고 있다.
현재 국내 가동 중인 사이클로트론은 총 39대로 이 가운데 국내에서 개발한 것은 총 8대다. 이 가운데 RFT-30은 30 MeV 규모의 가속기 중 세번째로 설치됐다.
RFT-30은 수소 음이온을 고전압, 고주파 전극을 사용해 나선형 궤적으로 가속한 뒤 얇은 탄소 포일(Carbon foil)에 통과시켜 전자를 제거해 양성자인 수소 양이온을 빼내는 사이클로트론으로 1.5V 건전지 2000만 개에 해당하는 에너지인 30 MeV까지 수소 입자를 가속시킬 수 있다.
RFT-30은 지난 2008년 개발된 후 이듬해인 2009년 첫 설치 당시 빔 전류를 안정적으로 인출하지 못해 가동에 차질을 빚어왔다.
그러나 원자력연 첨단방사선연구소 방사선기기연구부 허민구 박사 팀이 자기장 보정과 전력 공급 안정화를 통해 출력을 향상시키고 2012년 9월부터 채종서 성균관대 교수 등 국내 연구진으로 구성된 '사이클로트론 정상화 TFT'가 가속기 주요 결함을 해결해 30 MeV에서 200㎂(마이크로 암페어)의 빔 전류를 2시간 이상 안정적으로 인출할 수 있게 됐다.
원자력연은 이번에 가동되는 'RFT-30'를 이용해 코발트-57(57Co), 갈륨-67(67Ga), 요오드-123(123I), 탈륨-201(201Tl)등 SPECT(단일광자방출단층촬영) 용 동위원소와 요오드-124(124I), 브롬-76(76Br), 게르마늄-68(68Ge) 등 PET 용 동위원소, 팔라듐-103(103Pd)과 같이 암 치료와 진단을 동시에 수행하는 동위원소를 개발하고 각종 암과 뇌 질환 등의 난치성 질환 진단을 위한 방사성 동위원소 표지화합물과 방사성 의약품 개발에도 활용할 계획이다.
허민구 박사는 "RFT-30이 본격 가동됨에 따라 암을 조기에 진단하는 SPECT 및 PET에 사용되는 동위원소와 치료용 동위원소 등 방사성 의약품의 연구개발이 활발해질 것으로 기대한다"며 "사이클로트론에서 발생하는 양성자 빔은 환경, 우주, 생명공학 등 첨단 기초 및 응용과학 연구에도 활용될 전망"이라고 말했다.
jhpark@fnnews.com 박지현 기자
미래창조과학부는 한국원자력의학원이 개발해 한국원자력연구원(KAERI)정읍 첨단방사선연구소에 설치한 30MeV(메가 일렉트론 볼트)급 중형 사이클로트론 'RFT-30'이 올해부터 연구 목적의 방사성 동위원소를 생산할 수 있게 됐다고 28일 밝혔다.
사이클로트론은 조기 암 진단을 위한 PET(양전자방출단층촬영) 용 동위원소 등을 생산하는 입자 가속기다. 사이클로트론은 입자가 나선형의 궤도를 통해 회전 반경이 커지면서 높은 에너지를 얻는 방식으로 개발비가 저렴하고 비교적 작은 규모에서 효과적으로 입자를 가속시킬 수 있어 동위원소 생산 또는 저에너지 가속기에 적용되고 있다.
현재 국내 가동 중인 사이클로트론은 총 39대로 이 가운데 국내에서 개발한 것은 총 8대다. 이 가운데 RFT-30은 30 MeV 규모의 가속기 중 세번째로 설치됐다.
RFT-30은 수소 음이온을 고전압, 고주파 전극을 사용해 나선형 궤적으로 가속한 뒤 얇은 탄소 포일(Carbon foil)에 통과시켜 전자를 제거해 양성자인 수소 양이온을 빼내는 사이클로트론으로 1.5V 건전지 2000만 개에 해당하는 에너지인 30 MeV까지 수소 입자를 가속시킬 수 있다.
RFT-30은 지난 2008년 개발된 후 이듬해인 2009년 첫 설치 당시 빔 전류를 안정적으로 인출하지 못해 가동에 차질을 빚어왔다.
그러나 원자력연 첨단방사선연구소 방사선기기연구부 허민구 박사 팀이 자기장 보정과 전력 공급 안정화를 통해 출력을 향상시키고 2012년 9월부터 채종서 성균관대 교수 등 국내 연구진으로 구성된 '사이클로트론 정상화 TFT'가 가속기 주요 결함을 해결해 30 MeV에서 200㎂(마이크로 암페어)의 빔 전류를 2시간 이상 안정적으로 인출할 수 있게 됐다.
원자력연은 이번에 가동되는 'RFT-30'를 이용해 코발트-57(57Co), 갈륨-67(67Ga), 요오드-123(123I), 탈륨-201(201Tl)등 SPECT(단일광자방출단층촬영) 용 동위원소와 요오드-124(124I), 브롬-76(76Br), 게르마늄-68(68Ge) 등 PET 용 동위원소, 팔라듐-103(103Pd)과 같이 암 치료와 진단을 동시에 수행하는 동위원소를 개발하고 각종 암과 뇌 질환 등의 난치성 질환 진단을 위한 방사성 동위원소 표지화합물과 방사성 의약품 개발에도 활용할 계획이다.
허민구 박사는 "RFT-30이 본격 가동됨에 따라 암을 조기에 진단하는 SPECT 및 PET에 사용되는 동위원소와 치료용 동위원소 등 방사성 의약품의 연구개발이 활발해질 것으로 기대한다"며 "사이클로트론에서 발생하는 양성자 빔은 환경, 우주, 생명공학 등 첨단 기초 및 응용과학 연구에도 활용될 전망"이라고 말했다.
jhpark@fnnews.com 박지현 기자
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