방사성동위원소 ()
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정의
어떤 원소의 동위원소들 중에서 방사능을 지니고 있는 원소.
개설
방사성동위원소(radioisotope, RI)에 대한 정확한 과학적 용어는 방사성핵종(radionuclide)이다. 방사성핵종은 원자핵 내에 불안정한 수의 양성자와 중성자를 포함하는 것으로 방사성 붕괴에 따라 방사선을 방출한다.
방사선은 매우 적은 양이 존재해도 쉽게 검출되기 때문에 이를 기준으로 물질의 이동을 추적할 수 있다. 또한 방사선이 물질을 투과하게 되면 물질의 물리적, 화학적 특성이 달라지기 때문에 의학, 농학, 이학, 공학 등 각 분야의 기초연구나 응용연구에 사용할 수 있다.
연원 및 변천
우리나라에서는 1912년에 세브란스병원에서 진단용 X선 장치를 도입하면서 방사선 이용이 시작되었다. 그로부터 50년이 지난 1962년에는 연구용 원자로인 트리가 마크-Ⅱ(TRIGA Mark-Ⅱ)가 가동되면서 방사성동위원소를 국내에서 제조할 수 있는 길이 열렸다.
1963년에는 원자력연구소의 방사선의학연구실이 방사선의학연구소로 독립되면서 방사선 이용에 대한 연구가 본격적으로 이루어지기 시작했다. 방사선의학연구소는 1973년에 원자력병원으로 개편된 후 2007년에 새롭게 출범한 한국원자력의학원 산하 원자력병원으로 개편되었다.
1971년에는 우리나라에서 최초로 진단용 방사성동위원소인 테크네슘(Tc)-99m이 생산되었다. 다음 해에는 2백만 와트 출력의 트리가 마크-Ⅲ(TRIGA Mark-Ⅲ)가 가동되면서 생산되는 핵종이 더욱 다양해졌다. 의학용으로는 테크네슘(Tc)-99m 이외에 아이오딘(I)-131이 생산되었고, 비파괴검사용으로 금(Au)-198과 이리듐(Ir)-192가 생산되기 시작했다.
1980년대에 들어서는 테크네슘(Tc)-99m과 아이오딘(I)-131의 표지화합물 생산기술이 정립되었고, 1990년대에는 홀뮴(Ho)-166을 비롯한 고급 의약품까지 개발되기에 이르렀다.
우리나라에서 방사성동위원소를 가장 적극적으로 활용해온 분야는 의료였다. 1970년대만 해도 X선 촬영에 한정되었던 것이 1980년대의 컴퓨터 단층촬영(computed tomography, CT)을 거쳐 1990년대에는 양전자 단층촬영(positron emission tomography, PET)에도 활용되기 시작했다.
이와 함께 1982년에 원자력병원이 사이클로트론(cyclotron)을 도입하는 것을 필두로 1990년대에는 국내의 여러 병원들이 입자가속기를 도입하여 고에너지 방사선에 의한 암 치료를 보편화하고 있다.
1980년대에 들어서는 일반 산업계에서도 방사성동위원소의 이용이 널리 확산되었다. 특히, 1985년에는 ㈜그린피아가 코발트(Co)-60을 이용한 대단위 조사 설비를 운영하면서 식품 가공이나 수지 중합에서 방사선이 본격적으로 활용되기 시작했다.
방사성동위원소 이용 기술도 점차 다변화되었는데, 양성자 유도 분광분석(proton induced X-ray emission, PIXE)을 이용한 품질관리와 전자포착 검출기(electron capture detector, ECD)를 이용한 환경 관리 등은 그 대표적인 예이다. 그밖에 여러 방사성핵종을 활용하여 신소재와 신약을 개발하는 작업도 지속적으로 추진되어 왔다.
농업 분야에서는 돌연변이를 유발하여 신품종을 개발하거나 유전자원을 확충하는 데 방사성동위원소가 활용되어 왔다. 줄기가 강하고 내병성이 좋은 벼 품종인 ‘밀양 10호’와 열매가 일찍 익고 수확량이 많은 콩 품종인 ‘방사콩’은 그 대표적인 예이다.
그밖에 무궁화나 국화 등의 화훼류에서도 방사선조사를 통해 개화시기를 조절하거나 새로운 품종을 개발해 왔고, 방사성동위원소 추적자를 활용하여 식물의 영양과 생리를 연구하는 작업도 꾸준히 이루어져 왔다.
현황
방사성동위원소가 의료, 제조업, 농업 등에 널리 활용되면서 국가적 차원의 대응도 본격화되기 시작했다. 1994년 7월에 개최된 제234차 원자력위원회는 방사선 및 방사성동위원소에 대한 종합 계획을 마련하기로 의결하였고, 그것은 1995년 1월에 개정된 「원자력법」에 반영되었다.
1997년에는 『제1차 방사선 및 방사성동위원소 이용진흥계획』이 만들어졌고, 2001년에는 『제2차 방사선 및 방사성동위원소 이용진흥계획』이 수립되었다. 또한 2002년 12월에 「방사선 및 방사성동위원소 이용진흥법」이 제정되고 2003년 6월에 동법 시행령이 공포됨에 따라 2003년에는 『제2차 방사선 및 방사성동위원소 이용진흥계획』이 보완되어 2011년까지의 계획기간으로 작성되었다.
동 계획기간 중에는 정읍방사선과학연구소의 설립(2006년), 원자력의학원의 독립법인화(2007년), 동남권원자력의학원 개원(2010년) 등과 같은 가시적인 성과가 있었다.
2011년 11월에는 새로운 형태의 『제1차 방사선 및 방사성동위원소 진흥계획』(2012∼2016년)이 작성되어 현재에 이르고 있다. 동 계획의 분석에 따르면, 방사선을 이용하는 기관은 2006년 3,073개에서 2010년 4,615개로 크게 증가했지만, 국내 방사선기술 수준은 기술 최상위국인 미국 대비 73.4%에 불과한 것으로 나타났다.
동 계획은 방사선 과학기술 강국 진입을 위한 토대 마련을 목표로 삼고 있으며, 주요 추진전략으로 ① 정책기능 강화 및 제도 개선, ② 연구 인프라 강화 및 핵심 연구인력 양성, ③ 난치질환 정복을 위한 방사선의학기술 확보, ④ 신산업 창출 토대 마련을 위한 방사선융합기술 강화 등을 들고 있다.
참고문헌
『방사성동위원소 총론』(노경석 외, 청구문화사, 2013)
『제1차 방사선 및 방사성동위원소 진흥계획』(교육과학기술부, 2011)
『과학기술 30년사』(과학기술처, 1997)
한국방사선진흥협회(www.ri.or.kr)
