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제      목 나선형 입자가속기 '사이클로트론' 본격 가동
작 성 자 관리자

원자력연 정읍 첨단방사선연구소에 설치된 30MeV급 사이클로트론 'RFT-30'과 이를 이용한 응용연구 영역.

 

 

암을 비롯한 각종 질환 진단과 치료를 위한 의료용 방사성 동위원소 생산과 양성자 빔 활용연구에 사용될 중형 사이클로트론(나선형 입자가속기)이 본격 가동된다. 방사선 영상기기 기술 완전 자립과 더불어 해당 분야 연구가 활발해질 것으로 기대된다.

미래창조과학부(장관 최문기)는 한국원자력연구원 정읍 첨단방사선연구소에 설치해온 30MeV(백만 전자볼트)급 중형 사이클로트론 'RFT-30'이 지난해 10월 한국원자력안전기술원(KINS)으로부터 시설 인허가 와 생산허가를 받음에 따라 올해부터 연구 목적의 방사성 동위원소를 생산할 수 있게 됐다고 28일 밝혔다.

'사이클로트론'은 조기 암 진단을 위한 PET(양전자방출단층촬영)용 동위원소 등을 생산하는 입자 가속기다. 입자가 나선형의 궤도를 통해 회전 반경이 커지면서 높은 에너지를 얻는 방식으로, 개발비가 저렴하고 비교적 작은 규모에서 효과적으로 입자를 가속시킬 수 있어 동위원소 생산이나 저에너지 가속기에 적용되고 있다.

이번에 가동되는 'RFT-30'은 한국원자력의학원이 개발한 것으로, 수소 음이온(H-)를 고전압·고주파 전극을 사용해 나선형 궤적으로 가속한 뒤 얇은 탄소 포일(Carbon foil)을 통과시켜 수소 양이온(양성자)을 인출한다. 1.5V 건전지 2000만개에 해당하는 에너지인 30MeV까지 수소 입자를 가속시킬 수 있다.

특히 30MeV에서 200 ㎂의 빔 전류를 2시간 이상 안정적으로 인출함으로써 세계 시장 점유율이 가장 높은 벨기에 IBA사 제품 수준의 높은 성능을 확보한 것으로 알려졌다. 국내 가속기 개발·운영 기술 수준을 한 단계 높여 중입자가속기 연구의 토대를 마련했다는 평가를 받는 이유다.

'RFT-30'은 2008년 개발된 후 2009년 첫 설치 당시 빔 전류를 안정적으로 인출하지 못해 가동에 차질을 빚어왔으나, 첨단방사선연구소 방사선기기연구부 허민구 박사팀이 자기장 보정과 전력 공급 안정화를 통해 출력을 향상시키고 2012년 9월부터는 채종서 성균관대 교수를 중심으로 한 '사이클로트론 정상화 TFT'가 가동돼 주요 결함을 해결했다.

미래부는 'RFT-30'이 본격 가동됨에 따라 암을 조기에 진단하는 SPECT(단일광자방출단층촬영)와 PET(양전자방출단층촬영)에 사용되는 동위원소 등 방사성 의약품 연구개발이 활발해지고, 사이클로트론에서 발생하는 양성자 빔을 활용한 환경·우주·생명공학 등 첨단 기초·응용과학 연구에 활용될 것으로 전망했다.

원자력연은 사이클로트론을 이용해 코발트-57(57Co), 갈륨-67(67Ga), 요오드-123(123I), 탈륨-201(201Tl)등 SPECT용 동위원소와 요오드-124(124I), 브롬-76(76Br), 게르마늄-68(68Ge) 등 PET용 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.

현재 국내에서 가동 중인 사이클로트론은 총 39대(국내 개발은 8대)로, 이 중 30MeV 규모는 한국원자력의학원에 설치된 'IBA cyclon-30'과 'MC-50'에 이어 'RFT-30'이 3번째다.

 

 

 

 최동진 기자 padi484979@hellodd.com