의료용 RI 생산: 선형 전자 가속기

전문가 제언

○ 방사성동위원소(RI; radioisotope)란 불안정 핵이 안정화되는 과정에서 자발적인 핵분열을 통해 방사선(예: 알파입자, 베타입자, 감마선)을 방출하는 동위원소를 뜻하며, 방사성핵종(radionuclide)으로도 불리고 있다. 여기서, 동위원소는 원자핵을 구성하고 있는 양성자 개수는 같지만 중성자 개수가 다른 원소를 말한다.

 

？ 일반적으로, RI는 다음 세 가지 방식을 통해 인공적으로 생산될 수 있다. 1) 원자로에서 핵분열을 통한 생산, 2) 가속기에서 입자 충돌을 통한 생산, 3) 화학적 분리를 통한 생산이 그것이다. 원자로 기반 방식에서는 조사량이 크고, 많은 목표 원소에서 동시 핵반응으로 RI를 생산할 수 있다. 반면에, 가속기 기반 방식은 원자로 방식으로 생산할 수 없는 특정 RI 또는 고품질 RI 등을 생산할 때 활용된다.

 

○ 의료용 RI는 주로 원자로 또는 사이클로트론(즉, 나선형 입자 가속기)에서 생산된다.

 

？ 중성자-부유 RI(예: 99mTc, 60Co, 192Ir, 131I, 166Ho, 177Lu)는 핵분열 생성물 또는 중성자 포획을 통해 원자로에서 생산되고, 상대적으로 긴 반감기를 갖는다.

 

？ 중성자-부족 RI(예: 18F, 201Tl, 123I, 67Ga)는 (p,xn) 반응 및 (p,α) 반응을 통해 사이클로트론에서 생산되고, 상대적으로 짧은 반감기를 갖는다.

 

○ 국내의 가속기를 통한 RI 생산 연구와 관련하여, 2012년에 경북대학교에서는 포항가속기연구소에 있는 100MeV 및 2.5GeV 선형 전자 가속기 설비를 활용하였다. 감마-핵반응 기법(즉, 광중성자 기법)에서는 제동복사 감마선을 사용하여 광중성자 단면적, 핵이성체 생성율비 등을 측정하였고, 중성자-핵반응 기법에서는 펄스형 중성자를 사용하여 단면적을 측정하였다. 향후에는 광중성자 기법 이외에 광양성자 기법 측정 기술도 연구되어야 하고 목표 물질과 RI의 화학적 분리 기술도 개발되어야 한다.

저자

VN Starovoitova et al.

자료유형

니즈학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

에너지

연도

2014

권(호)

85()

잡지명

Applied Radiation and Isotopes

과학기술
표준분류

에너지

페이지

39~44

분석자

김*호

분석물

• 의료용 RI 생산; 선형 전자 가속기.pdf [306,439 byte]

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