한국원자력연구원의 양성자 과학연구단이 치료용 방사성 동위원소인 구리-67의 핵 정보를 정확히 생산할 수 있는 새로운 측정법을 개발했다고 31일 밝혔다.

방사성 동위원소란 같은 원소 가운데서도 중성자의 개수가 달라 방사선을 내뿜는 물질을 뜻하는데, 구리-67은 주로 의료 진단용 감마선과 암세포를 죽이는 치료용 베타선을 방출한다.

진단과 치료를 한 번에 시행할 수 있고, 기존에 사용하던 동위원소보다 반감기가 2.5일로 짧아 방사선 피폭의 부작용도 상대적으로 적기에 차세대 방사선 치료수단으로 주목을 받고 있다.

그러나 이러한 구리-67의 우수성에도 방사성 동위원소의 특성상 생산 공정이 까다로워 아직 국내에는 대량생산 체계가 갖추어지지 않았었다.

구리-67은 아연-68(Zn-68) 등의 다른 동위원소에 양성자 빔을 쪼여 생산할 수 있는데, 대량생산과 품질 보존을 위해서는 정밀한 설계를 위해 기초 입력 데이터인 핵 자료가 필요하다.

보통 핵 자료는 핵종이 방출하는 방사선 스펙트럼을 측정해 얻어냈으나, 구리-67은 공교롭게도 다른 동위원소인 갈륨-67과 스펙트럼이 일치해 불순물 제거가 어려웠다.

이 때문에 두 핵종을 화학적으로 직접 분리하는 중간 과정이 필요했고, 그 과정에서 발생하는 구리-67의 손실로 효율성이 떨어졌다.

이에 양성자 과학연구단 박준규 박사팀은 두 핵종의 스펙트럼만 아니라 반감기의 차이까지 고려한 새로운 핵 자료 측정 방법을 개발했다.

두 핵종 각각의 감마선 세기 합이 전체 감마선 세기와 같다는 정보와 감마선 방출 강도 비율·반감기 차이 등을 이용했다고 원자력연구원은 설명했다.

연구진은 이번에 생산된 Cu-67의 정밀한 핵 자료를 바탕으로 공정 최적화에 집중해 2025년부터 경북 경주에 있는 양성자 가속기를 통해 대량생산에 나설 방침이다.

이재상 단장은 "국내 대용량 선형 양성자 가속기 시설을 기반으로 신개념 치료 기술에 필수적인 방사성 동위원소를 생산해 삶의 질을 높일 것"이라는 포부를 밝혔다.

구리-67 생산용 정밀기계 [한국원자력연구원 제공]