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붕소중성자포획치료를 위한 중성자원

전문가 제언: ○ 본 발명은 암치료를 위한 붕소중성자포획치료 (BNCT: boron neutron capture therapy)에 사용되는 열중성자 조사시스템과 관련이 있다. 이 시스템은 클리닉, 외래환자 시설, 연구 실험실에 편리하게 사용할 수 있는 중수소-중수소 (D-D) 중성자원을 사용하는 저렴하고 소형의 시스템을 제공한다.

○ BNCT는 1950년대에 미국의 Brookhaven 국립연구소에서 의료용원자로 (BMRR)을 이용하여 최초로 뇌종양 치료를 실험하였다. 이후에 일본을 비롯하여 여러 국가에서 간암, 폐암 등의 치료를 연구하였고, 암치료의 효과를 인정받았다. 국내에서도 한국원자력연구원의 하나로를 이용하여 BNCT 치료방법을 개발한 바 있다.

○ BNCT는 열중성자가 암세포에 흡수된 B-10과 반응하여 핵분열을 일으킬 때 발생하는 알파 입자와 리튬핵이 암세포의 화학 본드를 파괴하는 현상을 이용한다. 원자로나 가속기로에서 발생하는 고속중성자를 감속재를 사용하여 붕소가 쉽게 반응하는 열에너지로 낮추어서 치료에 이용하고 있다. 그러나 원자로와 가속기는 편의와 비용 면에서 클리닉이나 병원에서 사용하기에는 실용성이 결여된다.

○ 원자로와 가속기에 비하여 부피가 작고 가격이 저렴한 중성자원으로 중수소-중수소 (D-D: 2.45 MeV 중성자) 혹은 중수소-삼중수소 (D-T: 14.1 MeV 중성자) 핵융합을 고려할 수 있다. D-D 중성자 발생기는 수리가 가능하여 진료소에서 사용하기에 적합하나, 높은 가속 전력(0.5 ~ 1.5 megawatts)이 요구된다. 따라서 D-D 중성자 발생기를 BNCT에 사용하려면 열중성자 생산의 효율을 높일 필요가 있다.

○ 본 발명은 여러 기하학적 형태의 감속재와 D-D 중성자원을 이용함으로써, 재래의 평면 (planar) 감속에 비하여, 암 부위에 균일한 선량 분포를 유지하고, 치료비율 (=종기의 선량/최대 건강세포의 선량)을 높일 수 있다. 반구 (hemisphere) 감속재는 두부, 인후, 목 치료에 그리고 실린더형 감속재는 간의 암 치료에 적합하다. 분리형 (segmented) 감속재는 이동이 가능하고, 고속중성자 발생과 전력을 줄이는데 효과적이다. 본 발명은 BNCT 치료 외에 Tc-99m과 같은 의료용 방사성동위원소 생산에도 이용이 가능하다.

저자: PANTELL, Richard, Harris et al
자료유형: 특허정보