기존 기술에 비해 생산성과 경쟁력 우수, 파급효과 클 것

국내 연구진이 레이저를 이용하여 심장질환 진단 방사성의약품 등 의료용으로 널리 쓰이고 있는 안정 동위원소 생산 고유기술을 개발하는 쾌거를 이룩하였다. 한국원자력연구소(소장: 朴昌奎) 안정 동위원소 분리 연구팀(팀장: 鄭度泳)은 “레이저 응용 안정동위원소 생산기술 개발” 연구 개발과제를 통해, 레이저를 이용한 안정 동위원소 생산 고유기술을 개발하고, 자연 성분비가 29.5%인 Tl(탈륨)-203을 의료용 등급인 97%로 분리해내는데 세계 최초로 성공하였다고 밝혔다. ※ 자연계의 Tl(탈륨)에는 Tl-203과 Tl-205 두 개의 안정동위원소가 있다. 이 중에서 자연 성분비가 29.5%인 Tl-203은 심장질환 진단 방사성의약품인 Tl-201의 생산용 농축 표적으로 폭넓게 이용되고 있는 중요한 안정동위원소이다. 원자력연구소가 독자적으로 개발한 이번 기술의 정식 명칭은 “광펌핑을 이용한 동위원소 분리 방법”이다. 이 기술의 핵심은 중성의 탈륨 원자를 이온화시키기 위하여 바닥준위에 있는 원자를 준안정 준위로 광펌핑한 후 이를 다시 펄스 레이저를 이용하여 이온화시키는 방법이다. 또한, 이 기술을 기반으로 안정 동위원소 분리 연구팀은 광펌핑을 이용한 Tl-203분리용 시스템을 구성하였다. 이를 위해, 발진 주파수를 원자 전이선에 고정시킨 연속 발진형 자외선 레이저를 비롯, 6W급 펄스 자외선 레이저와 400W급 고출력 적외선 레이저를 독자적으로 개발하였다. 이와 함께, 고순도 광이온 추출기와 다중통과 광학장치를 설계 제작하였다. 이런 장치들을 통해, 자연 성분비가 29.5%인 Tl-203을 의료용 등급으로 분리할 수 있는 기본 시스템을 구축하였다. 이번에 개발된 안정동위원소 생산 기술은 기존의 기술에 비해 생산성이 뛰어나며, 작은 규모의 시설로도 비교적 많은 양을 생산할 수 있어 경쟁력이 우수하다. 따라서 방사성동위원소 생산을 위한 농축원료의 국내·외 공급은 물론, 향후 국내 신소재 산업 발전에도 파급효과가 매우 큰 원천기술로 각광받을 것으로 전망된다. 안정동위원소는 저방사화 내식재 등 원자력 산업의 중요 소재로 사용되고 있으며, 방사성동위원소를 생산하는데 필수적인 원료로 이용되고 있다. 또한 열전도율이 향상된 인공 다이아몬드를 비롯한 고집적 반도체의 발열 문제를 해결할 차세대 반도체 등 21세기 산업용 신소재를 개발하는데 직접적인 영향을 미치고 있다. 이에 따라, 원자력연구소는 개발된 Tl-203 안정동위원소 제조기술의 상용화를 통해 국내 생산을 위한 기반시설 구축을 모색하는 한편, 저방사화 원자력 소재와 반도체 신소재 개발도 본격 추진할 방침이다. 이와 관련해 예상되는 세계시장 규모는 2005년 기준으로 연간 300억 원에 이르며, 2010년 경에는 500억 원 규모가 될 전망이다. 한편, 원자력연구소는 이 기술에 대한 국내 특허등록을 완료하고 미국, 일본, 유럽 등 해외 5개국에 관련특허를 출원한 상태이다.
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