사이클로트론을 이용한 방사성동위원소가 최근 우리 기술로 만들어졌다. 원자력병원 동위원소실 연구팀이 3년간의 연구끝에 개가를 올린 것이다.
국산화의 산파역을 맡았던 이종두실장은 "사이클로트론을 사용, 암진단용인 구연산 갈리움(${}^{67}$Ga-Citrate), 심장진단용 염화탈륨(${}^{201}$TICl), 뇌진단용 염화인듐(${}^{111}$InCl₃), 갑상선진단용 요오드화나트륨(${}^{123}$Nal) 등 의료용 방사성동위원소 4종의 개박에 성공했다. 그중 아직 구연산갈리움만 보사부 허가를 받은 상태지만, 나머지 3종도 곧 허가가 될 것으로 보인다"고 전망하면서 "앞으로 40여종을 동위원소 개발계획을 갖고 있다"고 포부를 밝혔다.
방사성동위원소(radio-iso-tope)란 스스로 방사선을 내는 물질을 통칭하는데, 의학용 또는 산업용으로 널리 쓰이고 있다. 특히 의학용으로는 암의 진단과 치료에, 산업용으로는 각종 기계의 비파괴검사등에 유효하게 활용되고 있는 것이다.
의학용 방사성동위원소는 다시 진단용과 치료용으로 구분되는데, 진단용으론 3mCi, 치료용으론 수백~수천mCi의 방사선을 사용한다.
흔히 방사선을 내는 물질, 즉 핵종은 두 종류로 구별된다. 양성자가 많은 양성자과잉핵종과 중성자가 많은 중성자과잉핵종으로 나뉘는 것이다.
그런데 핵종의 종류에 따라 제조법도 달라진다. 중성자과잉핵종은 원자로에서, 양성자과잉핵종은 사이클로트론으로 만드는 것이다. 이중 의료용 방사성동위원소의 대부분은 사이클로트론에서 생산되는 양성과잉핵종이다. 이 핵종의 반감기(방출되는 방사선의 세기가 반으로 감소되는 기간)가 의료용으로 적절하기 때문이다. 반감기가 너무 길면 우리몸에 방사능물질을 오래 간직하는 셈이 되고, 너무 짧으면 진단 할 시간적 여유가 없으므로 적당함(수시간~수일)이 요구되는 것이다.
물론 원자로에서 만든 중성자과잉핵종중에도 의료용으로 활용되는 것이 있다. 대표적인 것은 테크네티움, 또 중성자과잉핵종은 양성자과잉핵종보다 가격이 1/10 정도로 싸다는 장점도갖는다.
사이클로트론을 이용한 방사성 동위원소의 제법은 이렇다. 먼저 50Mev(mega electron volt)의 전자압으로 양성자를 가속시켜, 표적을 향해 양성자 빔(beam)을 발사한다. 그러면 양성자의 극히 일부가 표적을 뚫고 들어가 표적물질의 질량수를 바꾸어 놓는다. 즉 핵반응결과 비핵종이 핵종으로 변하게 되는 것이다.
방사성동위원소를 생산하기 위한 표적물질(target)로는 천연표적과 농축표적을 사용할 수 있다. 천연표적은 자연상태 그대로의 원소이고, 농축표적은 인위적으로 자연상태보다 많은 비율을 점하게 한 것이다.
대체로 천연표적보다 농축표적이 가격면에서는 비싸지만 동위원소 생산수율은 10배정도 높아지므로 농축표적을 사용하는 것이 오히려 더 경제적이다. 하지만 이 농축기술은 고도의 기술로 현재 미국과 소련 두 나라만이 보유하고 있는 실정이다.
국내에는 한대 뿐
이번에 개발된 구연산 갈리움은 인체내에서의 반감기가 의료용으로 딱 알맞고, 특히 암을 쪽집게처럼 집어낸다는 장점이 있다 .이 물질을 주사놓으면 정확히 암부위로 가기 때문에 암진단에 유효한 것이다.
이종두실장은 방사능에 대한 일반의 과민반응을 걱정하면서 자신이 개발한 방사성동위원소와 관련된 문제점을 지적했다.
"국내에서는 1대뿐인 이 35억원짜리 사이클로트론을 오전에는 치료용으로 쓰고 밤에만 동위원소제조에 활용한다. 따라서 계속 공급에 어려움이 따른다. 또 동위원소는 미리 생산해두면 반감기때문에 차츰 줄어들어 주문생산에만 응하고 있다."
아뭏든 용량이 큰 싱크로사이클로트론은 차치하고 사이클로트론조차 1대밖에 없다는 사실은 관련 연구에 많은 어려움을 던져 준다.
