[뉴 프런티어] '즉발감마선' 영상장치 개발 나서…10여년간 논문 110여편 발표

한양대 원자력공학과 첨단방사선공학연구실


최근 방사선 응용 기술에서 가장 각광을 받는 분야는 의료와 산업이다. 의료 분야에서는 방사선을 이용한 암 진단과 암 치료 기술이 주목을 끈다. 산업 분야에서는 방사능 사고에 따른 오염 분포 모니터링과 방사성 물질 탐지를 위한 기술 개발이 활발히 이뤄지고 있다.

이 같은 흐름 속에서 2003년 설립된 한양대 원자력공학과 첨단방사선공학연구실(책임교수 김찬형·사진)은 방사선 계측 및 영상화 기술, 몬테카를로 전산모사 기술 등 핵심 기반기술을 바탕으로 방사선 의료 및 산업 분야를 이끌 두 개의 방사선 영상장치를 개발하고 있다. 양성자 등 입자 빔 치료를 보다 안전하고 효과적으로 수행하기 위한 즉발감마선 영상장치와 방사능 오염 물질을 빠르고 정확하게 삼차원적으로 탐지하는 대형 콤프턴 영상장치가 바로 그것이다.

입자 빔 치료는 입자가 빔의 비정(빔의 진행거리) 끝에서만 에너지를 집중적으로 전달하는 특성으로 정상 조직에 가해지는 선량을 최소화해 치료 성과를 거둘 수 있다. 하지만 현재까지는 체내 입자 빔의 비정과 선량분포 측정 기술의 한계로 최적의 치료방법을 선택하기가 힘든 실정이다.

연구실은 10여년 전 세계 최초로 입자 빔과 매질 간의 반응으로부터 발생하는 즉발감마선의 분포와 입자 빔의 선량분포 간에 밀접한 상관관계가 있음을 실험적으로 증명했다. 즉발감마선의 분포를 측정, 체내 입자 빔의 비정과 선량분포를 직접 결정할 수 있는 영상장치 개발에 힘쓰고 있다. 이를 통해 환자의 안전과 치료효과를 확보하고 관련 기술을 국내외 양성자 및 중입자 가속기 기술과 융합, 차세대 입자 치료 기술을 선도한다는 목표를 갖고 있다.

방사성 물질을 탐지하는 콤프턴 영상장치는 방사능 사고가 발생하면 오염 분포 모니터링을 통해 대피구역 설정 등 효율적인 안전조치를 마련할 수 있다. 이를 위해 높은 정확도와 넓은 영상영역, 우수한 탐지 속도를 갖는 영상장비가 필요하다. 하지만 현재까지 개발된 콤프턴 영상장치는 측정 효율이 낮아 모니터링 속도가 매우 느리다. 이에 연구팀은 대면적의 섬광검출기를 이용, 광범위하게 분포된 방사성 물질을 높은 효율로 빠르고 정확하게 탐지할 수 있는 대형 콤프턴 영상장치 개발에 나선 것이다.

연구실은 지난 10여년간 국제 과학기술논문 인용색인(SCI)급 등의 논문 110여편, 학술대회 논문 420여편 등을 발표하면서 방사선 계측 영상 분야 기술을 선도하고 있음을 입증했다. 김찬형 교수는 “방사선 계측 영상 분야의 원천 기술을 체계적으로 확립해 방사선 응용 기술 분야에서 경쟁력을 확보하고, 국내 과학기술의 국제적 위상을 높일 것”이라며 “방사선 의료 및 산업 분야의 새로운 패러다임도 제시하겠다”고 밝혔다.



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