한국원자력연구원 양성자과학연구단은 치료용 방사성동위원소인 구리-67(Cu-67)의 핵자료를 정확히 생산할 수 있는 새로운 측정법을 개발했다.

Cu-67은 의료 진단용 감마선과 대장암·방광암 등 암세포를 죽이는 치료용 베타선을 모두 방출하는 방사성동위원소다.

진단과 치료를 동시에 할 수 있고, 기존 동위원소에 비해 반감기(2.5일)가 짧아 체내 피폭도 상대적으로 적어 차세대 방사성의약품으로 주목받는다.

▲ 원자력연이 구축한 Cu-67생산용 핫셀.

다만 이런 우수성에도 생산 공정이 까다로워 아직 국내에는 대량생산 체계가 갖춰지지 않았다.

Cu-67은 아연-68(Zn-68) 등 물질에 양성자 빔을 쬐 생산할 수 있는데, 고품질로 대량 생산하려면 정밀 설계·시뮬레이션 등을 위한 기초 입력 데이터인 핵자료가 필요하다.

보통 핵자료는 핵종이 방출하는 방사선 스펙트럼을 물리적으로 측정해 얻을 수 있다.

Cu-67은 다른 핵종과 달리 방출하는 감마선 스펙트럼이 불순물인 갈륨-67(Ga-67)과 정확히 겹쳐 물리적인 측정법으로는 이 두 핵종을 구분할 수 없었다.

이 때문에 두 핵종을 화학적으로 직접 분리 정제하는 중간 과정이 필요하지만 분리 과정에서 Cu-67의 손실이 계속 발생해 비효율적이고 부정확했다.

양성자과학연구단 입자빔이용연구부 박준규 박사 연구팀은 두 핵종의 감마선 방출 강도뿐만 아니라 반감기 차이(Cu-67은 2.5일, Ga-67은 3.2일)까지 고려한 새로운 해석적 분리방법을 제시했다.

Cu-67과 Ga-67 각각의 감마선 세기 합이 전체 감마선 세기와 같다는 점과 감마선 방출 강도 비율·반감기 차이 등을 이용했다.

연구진은 이번에 생산된 Cu-67의 정밀한 핵자료를 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"이라고 말했다.

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