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한국원자력연구원은 국내 최초로‘스트론튬-82(Sr-82)’생산과 ‘루비듐-82(Rb-82) 발생기용 흡착 컬럼(column)’ 개발에 성공했다고 22일 밝혔다.
루비듐-82는 심근경색 등 심장질환 진단에 유용한 방사성동위원소다. 그러나 반감기가 75초로 매우 짧아, 연구원은 그의 모 핵종이자 반감기가 25.5일인 스트론튬-82를 생산했다. 모 핵종은 방사성동위원소가 붕괴돼 다른 성질의 방사성동위원소로 바뀔 때, 본래의 것을 지칭하는 것을 말한다.
의료 현장에서 루비듐-82를 직접 추출해 사용하려면 ‘방사성동위원소 발생기(RI generator, 이하 발생기)’가 필요하다.
생리식염수를 주입하면 스트론튬-82가 붕괴하면서 루비듐-82가 생성되는 장치다. 연구원이 개발한 흡착컬럼은 발생기의 핵심부품으로, 스트론튬-82를 흡착해 루비듐-82만 외부로 용출시킨다.
원자력연구원 양성자과학연구단 김계령 박사팀은 과학기술정보통신부 방사선기술개발사업의 지원을 받아 본 성과를 이뤄냈으며, 해당 내용은 지난해 방사성의약품학회지에 게재됐다.
이번 연구 성과는 원자력연구원이 보유한 고 에너지 선형 양성자가속기에서 비롯됐다. 연구원은 지난 2012년 100 MeV(메가전자볼트)급 선형 양성자가속기를 구축했다. 이후 2014년 표적조사용 빔 라인시설, 2021년 분리정제용 핫 셀을 추가 설치해 방사성동위원소 생산에 필요한 모든 기반을 갖췄다.
스트론튬-82는 국내 양성자가속기로 생산한 첫 방사성동위원소다. 연구진은 먼저 염화루비듐(RbCl) 표적에 100 MeV 양성자빔을 조사했다. 표적 내 루비듐 중 일부는 양성자와 핵반응을 일으키며 스트론튬-82로 바뀐다. 이후 분리정제 공정을 거쳐 고 순도의 스트론튬-82 용액을 얻었다. 염화루비듐 표적은 천연염화루비듐 분말을 압축한 펠렛 형태, 루비듐-85와 루비듐-87로 구성됐다.
나아가, 연구진은 스트론튬-82 용액과 흡착제가 들어갈 컬럼을 제조했다. 컬럼 내에 강하게 흡착된 스트론튬-82 중 일부가 방사성 붕괴해 루비듐-82로 변하면, 흡착력이 떨어져 식염수만으로도 쉽게 용출할 수 있다.
한국원자력의학 원 김진수 박사팀과 함께 PET(양전자방출단층촬영) 영상을 획득헤 발생기 컬럼의 성능을 확인했다.
연구원은 이번에 생산한 스트론튬-82를 한국원자력의학원에 연구용으로 우선 공급해, 해당 방사성동위원소의 전임 상 성능을 동물실험으로 입증할 예정이다.
또, 루비듐-82 발생기의 국산화를 장기적인 목표로 두고 있다.
박원석 한국원자력연구 원장은“국내 유일 선형 양성자가속기를 이용한 첫 방사성동위원소 개발로 더욱 뜻 깊다”며 “앞으로 한국원자력의학 원과의 협력을 강화해, 의료계에서 안정적인 심장질환 진단이 가능토록 돕겠다”고 밝혔다.
