사이클로트론 이용 동위원소 생산 신기록

KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』 2015-01-14

캐나다 밴쿠버의 한 연구팀이 사이클로트론을 이용한 의료용 동위원소 생산을 거의 4배까지 향상시켰다. 이것은 작년 12월 브리티시 컬럼비아 대학(UBC)의 트라이엄프(Triumf) 프로젝트에서 달성된 기록이다. 사진은 연구를 주도한 탐 루스(Tom Ruth)와 프랑수와 버나드(Francois Bernard)가 밴쿠버 사이클로트론과 함께 찍은 것이다. 사이클로트론을 이용하여 연구용 원자로를 대체하는 방안으로 의료용 동위원소를 생산하는 연구가 진행 중이다. 현재 전 세계에서 80% 가량의 핵의학 시술에 사용되는 테크네튬-99m (Tc-99m)의 모핵종인 몰리브데늄-99 (Mo-99)를 겨우 몇 기의 연구용 원자로가 생산하고 있다. Tc-99m은 반감기가 짧아서 비축해둘 수 없기 때문에 최근 몇 년 동안 발생했던 연구용 원자로의 비계획 정지로 인한 공급 단절에 취약함을 보여준 바 있다. 캐나다는 초크리버(Chalk River)의 NRU 원자로에서 전 세계 Mo-99 수요의 약 40%를 생산하고 있지만 2016년에는 NRU가 거의 60년 동안의 가동 끝에 가동을 중단할 예정이다. 이에 따라 캐나다 정부는 동위원소기술촉진프로그램(Isotope Technology Acceleration Program, ITAP)을 통해 트라이엄프를 포함하여 원자로를 사용하지 않는 방사성 동위원소 기술을 이용한 의료용 동위원소를 생산하는 계획을 추진하고 있다. Tc-99m은 사이클로트론에서 몰리브데늄-100 (Mo-100) 표적에 양성자빔을 충돌시켜 직접적으로 만들어질 수 있다. 사이클로트론을 이용한 Tc-99m 생산에는 우라늄 표적이 필요하지 않기 때문에 잠재적인 핵확산 위험으로 간주되고 있는 고농축 우라늄을 사용하는 원자로를 기반으로 한 Mo-99 생산에 의존하지 않아도 된다. 하지만 Tc-99m의 매우 짧은 반감기는 생산과 동시에 사용되어야 할 필요가 있다는 것을 의미하는 것으로, 이 시설과 지리적으로 가까운 지역에만 공급할 수 있다는 한계를 지닌다. UBC는 트라이엄프의 최신 사이클로트론 연구 결과, 500회의 진단에 사용할 수 있는 충분한 양의 동위원소를 6시간 내에 생산할 수 있음을 증명하여 사이클로트론이 NRU를 대체할 수 있다는 값진 성과를 거두었다고 밝혔다. 올 여름에는 사이클로트론을 이용해 생산한 의료용 동위원소가 원자로에서 만들어진 것과 동일한 거동을 보이는 것을 입증하기 위해 50~60명의 환자가 참여하는 임상실험이 진행될 예정이다. 이 3개월간의 시험이 성공적으로 판단될 경우, 빠르면 2016년에 트라이엄프의 사이클로트론 중에 하나를 의료용 동위원소 생산 전용으로 지정할 것이라고 덧붙였다. 이 외에도 안전한 Mo-99 공급의 필요성과 함께 연구용 원자로에서 Mo-99를 생산하기 위해 고농축 우라늄(HEU) 표적을 이용함에 따른 핵확산 우려가 공존하고 있었기 때문에 원자로를 사용하지 않는 상업적 동위원소 생산을 위한 다각적인 방안의 개발이 진행되고 있다. 2010년 이후 캐나다 정부는 6,000만 달러(약 580억 원)를 투입하여 ITAP 하에 비원자로 동위원소 생산 기술 연구개발을 지원해 왔다. 싱크로트론을 이용한 MIP는 ITAP를 통해 지원되며 사스캐치완 정부 및 마니토바 주의 비영리기구인 프레리 동위원소 생산 기업(Prairie Isotope Production Enterprise, PIPE)이 협력을 통해 수행한 것이다(GTB2014110775). Cyclotron 460.jpg http://www.world-nuclear-news.org/RS-New-record-for-cyclotron-isotope-production-0901158.html