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  • 수명 50년…인체 삽입가능한 ‘소형 원자력 전지’ 개발

    수명 50년…인체 삽입가능한 ‘소형 원자력 전지’ 개발

    수명이 50년에 달하는 혁신적인 전지(배터리)가 등장했다. 러시아 핵연료공사(TVEL)는 22일(현지시간) 원자력 에너지를 활용한 소형 전지를 개발 중이다고 발표했다. 연구팀은 가스원심분리기로 원자력 전지의 에너지원인 니켈63을 69% 이상 농축하는 데 성공했으며 2019년까지 농축률을 80% 이상으로 끌어올릴 계획이라고 밝혔다. TVEL에 따르면, 소형 원자력 전지의 수명은 50년에 달한다. 하지만 전력이 매우 낮아 의료용으로 쓰일 예정이다. 가장 좋은 사례는 심박조절기로 이런 장치는 인체에 수술로 삽입하면 교체가 쉽지 않기 때문이다. 또 연구팀은 이 전지를 심해탐사나 장거리 우주탐사 등 오랫동안 유지보수 없이 에너지를 만들어낼 필요가 있는 분야에도 활용할 계획이다. 원자력 전지는 흔히 베타볼타 전지로 불리는데 그 이유는 니켈63이나 스트론튬90 등 방사성동위원소가 붕괴할 때 나오는 베타(β)선을 하나의 전자 형태로 만들어 반도체에 충돌시켜 전기를 생성하기 때문이다. 즉 원자력 전지는 소형 자가발전기와 비슷하다고 볼 수 있는 것이다. 리튬이온 전지처럼 외부 장치를 이용해 전기를 충전해 사용하는 방식과는 다르다. 방사능 오염 역시 걱정할 필요가 없다. 전지에서 나오는 β선 에너지는 매우 미약해 피부를 투과할 수도 없기 때문이다. 종이 한장으로도 방사선 차폐가 가능해 일반 전지처럼 얇은 포장재로 밀봉하면 되는 것으로 알려졌다. 사진=독일 IT 전문지 하이제 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr
  • 코로 들이마신 미세먼지 1주일간 체내에…일부는 간·신장 이동

    코로 들이마신 미세먼지 1주일간 체내에…일부는 간·신장 이동

    입으로 들어온 미세먼지 이틀만에 배출… 장기 영향 없어한국원자력硏, 방사성동위원소 활용해 몸속 분포도 확인중국에서 최근 발생한 대규모 황사 탓에 한반도가 미세먼지에 초비상이 걸린 가운데 체내에 들어온 미세먼지가 인체 어디에서 얼마나 오래 머무는지를 들여다볼 수 있는 기술이 개발됐다. 한국원자력연구원은 첨단방사선연구소 생명공학연구부 전종호 박사 연구팀이 방사성동위원소를 이용해 미세먼지 체내 분포를 영상화하는 기술을 구현했다고 28일 밝혔다. 대기 속의 미세먼지는 호흡기를 거쳐 폐에 침투하거나 혈관을 따라 구석구석 이동한다. 이런 메카니즘으로 천식이나 폐렴 같은 호흡기 질환을 유발하는 주범이기도 하다. 일반적으로 크기가 작을수록 독성이 커지고, 체내 장기 분포가 달라지는 것으로 알려졌다. 학계에서는 체내 유입 미세먼지 움직임을 분석할 수 있는 연구를 활발하게 진행하고 있다. 원자력연구원 연구진은 방사성동위원소(RI) 특성을 생명체학(Biomics)에 적용한 융합연구 시설(RI-Biomics)에서 미세먼지를 관측해 냈다.핵의학 영상장비를 통해 장기 내 미세먼지 표준물질(DEP) 축적량과 장기 상태를 촬영했다. 미세먼지 표준물질은 자동차 디젤엔진에서 배출되는 미세먼지(1㎛ 미만)와 동일한 유형이다. 쥐의 기도와 식도에 각각 미세먼지 표준물질을 투입해 들여다본 결과 입을 통해 식도로 유입된 것들은 이틀 만에 몸 밖으로 빠져나왔다. 미세먼지가 체내에서 이동하는 동안 다른 장기에 영향을 주지 않았다. 반면 코를 통해 기도를 거쳐 흡입된 미세먼지 표준물질은 이틀 뒤에도 60%가량 폐에 쌓였다. 배출에는 일주일 이상 걸렸다. 특히 배출 과정에서 소량의 미세먼지 표준물질이 간과 신장 등 일부 다른 장기로 이동하는 것도 확인됐다. 살아있는 실험체에서 몸속 미세먼지 움직임과 배출 상태를 연속적으로 관찰할 수 있다는 점에서 의미가 있다고 연구팀은 설명했다. 전종호 박사는 연합뉴스를 통해 “핵의학 영상 기술을 활용해 체내 미세먼지 분포도와 동적 특성을 체계적으로 확인한 건 이번이 처음”이라며 “미세먼지 노출로 인한 다양한 질환의 발병 원인을 규명하는 데 도움이 될 것”이라고 말했다. 이기철 선임기자 chuli@seoul.co.kr
  • [재미있는 원자력] 방사선 기술로 반려동물과 소통하기/조은하 한국원자력연구원 선임연구원

    [재미있는 원자력] 방사선 기술로 반려동물과 소통하기/조은하 한국원자력연구원 선임연구원

    “어디가 아파서 오셨어요?”병원에 가면 처음 듣는 말이다. 진료의 첫 단계로 의사가 환자에게 묻는 당연한 말로 어렵지 않게 답할 수 있는 질문이다. 그렇지만 의사소통이 어려운 외국 병원에서 진료를 받는다면 본인의 상태를 설명하는 데 애먹을 수밖에 없다. 개나 고양이 같은 반려동물이 아플 때는 어떨까. 언어가 다른 외국인 환자는 통역이라도 활용할 수 있지만 의사가 동물의 말을 할 수 있는 소설 주인공 둘리틀 박사가 아닌 이상 반려동물은 이마저도 쉽지 않다. 그저 의사가 보호자의 이야기를 바탕으로 반려동물의 상태를 관찰해 진료하는 것이 최선이다. 국내 반려동물 인구가 1000만명을 돌파했다. 반려동물은 이제 단순한 애완동물이 아닌 한 가족으로 인식되고 있다. 이런 인식과 추세의 변화는 비단 한국뿐만 아니라 세계적인 현상이기 때문에 반려동물을 위한 산업도 빠르게 성장하고 있다. 특히 수의학 분야에서 많은 변화가 있다. 과거 동물용 의약품이 단순한 소독제나 기생충과 세균 등을 없애는 정도에 머물렀다면 현재는 다양한 질환을 대상으로 하는 새로운 치료 기술과 약이 개발돼 사용되고 있다. 이 중 방사선을 활용한 의료기술은 반려동물의 상태를 정확하게 파악하는 데 활용돼 반려동물과의 소통 부재에 따른 의료적 한계를 극복하는 데 기여한다. 구체적으로는 방사선 기술을 이용해 만들어 낸 시각 정보를 바탕으로 반려동물의 어느 부위에 어떤 문제가 있는지 보다 정확히 확인할 수 있다. 예를 들어 고양이에게 많이 나타나는 갑상선 질환의 경우 체내에 흡수되면 갑상선에 축적되는 물질인 요오드 방사성동위원소를 이용하면 갑상선 부위의 정확한 진단과 효과적인 치료가 가능하다. 또 암세포와 결합하는 항체에 방사성동위원소를 붙여서 투여하면 암세포를 시각화해 효과적인 암 진단과 치료를 할 수 있을 뿐만 아니라 외과적 수술로는 한계가 있는 전이암 치료에도 활용할 수 있다. 이제 우리나라에도 수의학적인 활용을 위한 전문 핵의학센터가 생기고 있다. 방사선 기술을 이용해 반려동물과 의학적으로 소통하고 더 효과적인 치료법을 개발하고자 하는 움직임이다. 앞으로도 관련 연구가 활발히 이루어져 우리 곁의 반려동물과 오랫동안 건강하게 함께 지낼 수 있기를 기대한다.
  • [기고] 탈원전, 신재생과 원자력의 융합/임채영 원자력정책연구센터장

    [기고] 탈원전, 신재생과 원자력의 융합/임채영 원자력정책연구센터장

    요즘 거리를 다니다 보면 하이브리드 자동차가 많이 보인다. 휘발유 자동차의 편리함과 전기 자동차의 깨끗함을 접목한 하이브리드 자동차에 대한 수요는 더욱 늘어날 것이다. 하지만 신재생과 원자력의 하이브리드 시스템을 갖춘 자동차가 있다는 것을 아는 사람들은 많지 않다. 바로 달이나 화성 탐사차량이 신재생과 원자력이 결합된 시스템을 이용해 열과 전기를 공급받는다.얼마 전 화성 탐사차량 ‘오퍼튜니티’가 모래폭풍 때문에 작동이 멈출 위기에 놓여 있다는 소식이 있었다. 2004년 1월 화성에 착륙한 오퍼튜니티는 당초 90일간 작동을 목표로 했지만 14년이 넘도록 움직이고 있다. 이는 태양광을 동력원으로 하기에 가능한 일이었다. 하지만 그 밑바탕에는 방사성물질을 이용하는 원자력기술이 있다. 화성의 밤은 매우 추워 기기가 정상 작동하기 위해서는 일정 온도 유지가 필요하다. 이를 위해 방사성동위원소의 붕괴열을 이용한다. 이러한 동위원소 열원은 한번 장착하면 외부의 추가적인 연료 공급 없이 최소 15년 이상 지속적으로 열을 공급할 수 있다. 이러한 시스템에도 불구하고 오퍼튜니티가 작동 중단에 이르게 된 이유는 동위원소 열원을 온도 유지에만 이용할 뿐 전기 생산에 활용하는 장치를 추가하지 못했기 때문이다. 오랜 기간 지속된 먼지폭풍으로 태양 빛이 차단된 상태에서 전기를 생산할 수 있는 대체수단이 없었기에 완전 방전에 이르게 된 것이다. 반면 2012년에 착륙해 인근에서 탐사활동을 하는 ‘큐리오시티’는 먼지폭풍 영향을 거의 받지 않고 작동하고 있다. 골프카트 크기의 오퍼튜니티에 반해 자동차 크기의 큐리오시티에는 원자력 전지가 탑재돼 태양광 발전이 불가능한 상황에서도 전력생산이 가능하기 때문이다. 좀더 진화된 형태의 하이브리드 시스템을 탑재한 덕분인 셈이다. 하나의 기술보다는 여러 기술을 융합해 시스템을 구성하면 불확실한 상황에서도 잘 대처할 수 있다는 것을 보여 주는 사례라 할 것이다. 에너지 전환과 관련해 신재생과 원자력을 대립구도로 바라보는 것은 지나치게 단편적인 시각이다. 각 기술의 장점을 잘 살려 하이브리드 시스템을 구축한다면 보다 효율적이고 불확실성에도 잘 대처할 수 있는 발전시스템을 만들 수 있다.
  • [재미있는 원자력] 항상 우리 곁에 있는 방사선/하장호 한국원자력연구원 책임연구원

    [재미있는 원자력] 항상 우리 곁에 있는 방사선/하장호 한국원자력연구원 책임연구원

    우리 주변에서 가장 강한 방사선원(原)은 지구와 생명의 근원 에너지인 태양이다.지구에서 발생하는 열 중 83%는 우라늄, 토륨 등 방사성동위원소 붕괴에서 나온다. 태양은 수소 핵융합 반응으로 다량의 방사선을 방출한다. 이런 자연 방사선은 다양한 환경을 조성하고 수많은 생물이 진화하는 데 큰 영향을 미쳐왔다. 우리 몸은 산소, 탄소, 수소, 질소 등으로 이루어져 있다. 수소는 우주가 생성되면서 생긴 것이고 산소, 탄소, 질소 등은 태양보다 무거운 별이 탄생하고 폭발하기를 반복하면서 나온 재료이다. 우주 진화의 역사를 그대로 포함하고 있는 인체에 방사선을 방출하는 물질이 담겨 있는 것은 어쩌면 당연하다. 실제로 70㎏ 성인의 경우, 몸을 구성하는 탄소와 칼륨 방사성 동위원소에서 방출하는 방사선 개수는 대략 초당 7300개 정도나 된다. 뢴트겐이 X선을 발견해 1901년 첫 노벨상을 탄 이후 100년 이상의 시간이 흐른 지금은 X선 촬영장치 없는 의료 현장은 상상할 수 없다. 방사선 기술이 발전할수록 보안검색기, 컴퓨터단층촬영장치(CT), 양전자단층촬영장치(PET), 방사선암치료기 등으로 적용 범위가 넓어지고 있다. 최근 논란이 된 라돈 사태는 방사선 방출 물질을 일부에서 오용한 결과다. ‘편리함은 동시에 위험도 갖고 있다’는 말이 있다. 맛있는 음식을 만드는 데 사용하는 칼이 잘못 쓰이면 사람을 죽이는 물건이 되는 것처럼, 방사선 기술도 누가, 어떻게, 어떤 지식을 바탕으로 사용하는지에 따라 유용성과 위험성이 나뉜다. 지난 100여년간 많은 연구와 기술개발로 우리는 마침내 방사선이라는 칼을 제대로 활용할 수 있는 수준에 올랐다. 방사선은 그 자체보다 사용자 과실로 생기는 위험성이 더욱 크다. 방사선을 유용하게 사용할 수 있는 기술적 장치의 개발은 지속적으로 추진해야 한다. 특히 방사선에 대한 공포감을 줄이기 위해서라도 기존보다 저렴하면서 기능이 우수하고 손쉽게 사용할 수 있는 휴대용 소형 방사선 계측기 개발이 시급하다. 방사선은 언제나 우리와 함께 해 왔다. 방사선을 안전하게 이용하기 위해서는 막연한 두려움에서 벗어나 방사선을 깊이 이해하는 데서 출발해야 한다. 이와 함께 제도적 보강과 기술 개발을 병행한다면 방사선 기술은 더 안전하고 편리한 세상을 만드는 데 기여해 나갈 것이다.
  • CT, MRI에 쓰이는 방사성동위원소 국내 생산 눈 앞

    CT, MRI에 쓰이는 방사성동위원소 국내 생산 눈 앞

    컴퓨터 단층촬영(CT), 자기공명영상(MRI) 등 각종 영상진단을 위해서는 조영제를 사용한다. 지금까지 핵의학 영상에 사용하는 조영제 물질은 대부분 수입에 의존했는데 국내 연구진이 국내 생산을 위한 실증실험에 성공했다. 한국원자력연구원 동위원소연구부는 핵의학 영상진단에 사용하는 테크네튬-99m(Tc-99m) 원료인 몰리브덴-99(Mo-99)의 핵분열 생산공정 실증에 성공했다고 19일 밝혔다. 핵의학 영상진단은 방사성동위원소를 환자에게 투여한 뒤 방출되는 감마선을 영상화해 암을 비롯한 각종 질병을 진단하는 의료 기술이다. 몰리브덴은 피폭량은 적고 고화질의 의료영상을 얻을 수 있어 유방암, 전립선암 등 100여 가지의 질병 진단이 가능하다. 이 때문에 국내 핵의학 영상진단에서도 80% 이상 몰리브덴을 활용하고 있다. 연구팀은 연구용 원자로 ‘하나로’를 이용해 우라늄이 원자로에서 핵분열 반응을 일으킬 때 만들어지는 극미량의 핵분열 몰리브덴-99를 고순도로 정제하고 분리해냈다. 연구원에서는 동위원소 생산시설에서 일반 몰리브덴을 만들기는 했지만 의료용으로 사용하기에는 단위질량당 방사능세기(비방사능)가 약했고 소량생산 밖에 되지 않았다. 의료용으로 동위원소를 사용하기 위해서는 비방사능이 높아야 적은 양으로도 동일한 효과를 볼 수 있다. 몰리브덴은 벨기에, 네덜란드, 남아프리카공화국, 호주, 캐나다 5개 국가에서 독점 공급하고 있는데 호주를 제외한 나머지 국가에서는 50년 이상 된 노후 원자로에서 생산하고 있어 원전 운영정지로 인한 수급불안 문제가 항상 있어왔다. 원자력연구원 이준식 동위원소연구부 부장은 “이번 실증 실험 성공으로 몰리브덴 생산기술 국산화에 성공했다”며 “현재 부산 기장에 건설중인 수출용 신형연구로가 완성되면 국내 수요는 물론 수출까지 할 수 있는 고품질 동위원소 생산이 가능할 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • 유방암 진단과 치료효과 예측 가능한 의약품 개발

    여성에게서 가장 많이 발생하는 암 중 하나인 유방암은 다른 암과 마찬가지로 조기 발견시 5년 생존율이 100%에 가깝지만 발견이 늦어질 수록 생존율이 낮아진다. 특히 말기에 해당하는 4기에 발견되면 생존율이 20%에 못미칠 정도로 치명적이다. 국내 연구진이 난치성 유방암을 조기에 진단하는 한편 표적치료 효과를 사전에 예측할 수 있는 기술을 개발했다. 한국원자력의학원 방사선의학연구소 강주현, 김광일, 우상근 박사 공동연구팀은 유방암 정밀 진단과 표적치료 효과를 예측할 수 있는 새로운 형태의 양전자방출단층촬영(PET)용 방사선의약품을 개발했다고 28일 밝혔다. 이번 연구결과는 원자력의학 분야 국제학술지 ‘핵의학’ 최신호에 실렸다. PET는 양전자를 방출하는 방사선물질을 붙인 의약품을 인체에 주사한 뒤 체내에서 방사능 분포를 재구성해 암 등 각종 질환을 진단하는 첨단 영상진단 기술이다. 유방암 중 특히 악성 유방암은 HER2라는 세포막 단백질 때문에 생기는데 이를 표적으로 하는 ‘트라스투주맙’이라는 표적치료제가 나와 치료성적이 좋아지고 있기는 하지만 HER2로 인한 유방암인지를 확인하기 위해 별도로 조직검사를 시행해야 하는 번거로움이 있다. 연구팀은 PET 검사로 HER2 발현 여부를 확인하고 HER2 때문인 것이 확인되면 트라스투주맙 치료효과를 높일 수 있는 방사성동위원소 구리-64를 붙인 신규방사성의약품을 개발했다. 연구팀은 사람의 유방암 세포를 이식한 종양 쥐모델에 이번에 개발한 방사성의약품을 주사해 HER2 발현 여부를 확인하는 한편 치료용 방사성의약품을 얼마나 활용해 치료해야 하는지에 대한 것도 예측할 수 있음을 실험적으로 확인했다. 특히 유방암 조직에만 특이적으로 반응해 간이나 심장, 비장 등 다른 정상조직에서 방사선량이 검출되지 않는 것도 확인됐다. 연구팀 관계자는 “이번 연구를 통해 HER2 발현 악성유방암에 대한 진단과 치료까지 맞춤형 정밀의료 기술로 난치성 유방암 환자의 생존율을 높일 수 있게 될 것“이라며 “이번 기술을 활용해 기존 항암제와 다른 치료기전을 갖는 효과적 항암제 개발도 진행 중”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • 유방암 진단과 치료효과 예측 가능한 의약품 개발

    여성에게서 가장 많이 발생하는 암 중 하나인 유방암은 다른 암과 마찬가지로 조기 발견시 5년 생존율이 100%에 가깝지만 발견이 늦어질 수록 생존율이 낮아진다. 특히 말기에 해당하는 4기에 발견되면 생존율이 20%에 못미칠 정도로 치명적이다. 국내 연구진이 난치성 유방암을 조기에 진단하는 한편 표적치료 효과를 사전에 예측할 수 있는 기술을 개발했다. 한국원자력의학원 방사선의학연구소 강주현, 김광일, 우상근 박사 공동연구팀은 유방암 정밀 진단과 표적치료 효과를 예측할 수 있는 새로운 형태의 양전자방출단층촬영(PET)용 방사선의약품을 개발했다고 28일 밝혔다. 이번 연구결과는 원자력의학 분야 국제학술지 ‘핵의학’ 최신호에 실렸다. PET는 양전자를 방출하는 방사선물질을 붙인 의약품을 인체에 주사한 뒤 체내에서 방사능 분포를 재구성해 암 등 각종 질환을 진단하는 첨단 영상진단 기술이다. 유방암 중 특히 악성 유방암은 HER2라는 세포막 단백질 때문에 생기는데 이를 표적으로 하는 ‘트라스투주맙’이라는 표적치료제가 나와 치료성적이 좋아지고 있기는 하지만 HER2로 인한 유방암인지를 확인하기 위해 별도로 조직검사를 시행해야 하는 번거로움이 있다. 연구팀은 PET 검사로 HER2 발현 여부를 확인하고 HER2 때문인 것이 확인되면 트라스투주맙 치료효과를 높일 수 있는 방사성동위원소 구리-64를 붙인 신규방사성의약품을 개발했다. 연구팀은 사람의 유방암 세포를 이식한 종양 쥐모델에 이번에 개발한 방사성의약품을 주사해 HER2 발현 여부를 확인하는 한편 치료용 방사성의약품을 얼마나 활용해 치료해야 하는지에 대한 것도 예측할 수 있음을 실험적으로 확인했다. 특히 유방암 조직에만 특이적으로 반응해 간이나 심장, 비장 등 다른 정상조직에서 방사선량이 검출되지 않는 것도 확인됐다. 연구팀 관계자는 “이번 연구를 통해 HER2 발현 악성유방암에 대한 진단과 치료까지 맞춤형 정밀의료 기술로 난치성 유방암 환자의 생존율을 높일 수 있게 될 것“이라며 “이번 기술을 활용해 기존 항암제와 다른 치료기전을 갖는 효과적 항암제 개발도 진행 중”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • 악성 유방암 진단과 치료기간 한 번에 예측한다

    악성 유방암 진단과 치료기간 한 번에 예측한다

    여성에게서 가장 많이 발생하는 암 중 하나인 유방암은 다른 암과 마찬가지로 조기 발견시 5년 생존율이 100%에 가깝지만 발견이 늦어질 수록 생존율이 낮아진다. 특히 말기에 해당하는 4기에 발견시에는 생존율이 20%에 못미칠 정도로 치명적이다.국내 연구진이 난치성 유방암을 조기에 진단하는 한편 표적치료 효과를 사전에 예측할 수 있는 기술을 개발했다. 한국원자력의학원 방사선의학연구소 강주현, 김광일, 우상근 박사 공동연구팀은 유방암 정밀 진단과 표적치료 효과를 예측할 수 있는 새로운 형태의 양전자방출단층촬영(PET)용 방사선의약품을 개발했다고 28일 밝혔다. 이번 연구결과는 원자력의학 분야 국제학술지 ‘핵의학’ 최신호에 실렸다. PET는 양전자를 방출하는 방사선물질을 붙인 의약품을 인체에 주사한 뒤 체내에서 방사능 분포를 재구성해 암 등 각종 질환을 진단하는 첨단 영상진단 기술이다. 유방암 중 특히 악성 유방암은 HER2라는 세포막 단백질 때문에 생기는데 이를 표적으로 하는 ‘트라스투주맙’이라는 표적치료제가 나와 치료성적이 좋아지고 있기는 하지만 HER2로 인한 유방암인지를 확인하기 위해 별도로 조직검사를 시행해야 하는 번거로움이 있다. 연구팀은 PET 검사로 HER2 발현 여부를 확인하고 HER2 때문인 것이 확인되면 트라스투주맙 치료효과를 높일 수 있는 방사성동위원소 구리-64를 붙인 신규방사성의약품을 개발했다. 연구팀은 사람의 유방암 세포를 이식한 종양 쥐모델에 이번에 개발한 방사성의약품을 주사해 HER2 발현 여부를 확인하는 한편 치료용 방사성의약품을 얼마나 활용해 치료해야 하는지에 대한 것도 예측할 수 있음을 실험적으로 확인했다. 특히 유방암 조직에만 특이적으로 반응해 간이나 심장, 비장 등 다른 정상조직에서 방사선량이 검출되지 않는 것도 확인됐다. 연구팀 관계자는 “이번 연구를 통해 HER2 발현 악성유방암에 대한 진단과 치료까지 맞춤형 정밀의료 기술로 난치성 유방암 환자의 생존율을 높일 수 있게 될 것“이라며 “이번 기술을 활용해 기존 항암제와 다른 치료기전을 갖는 효과적 항암제 개발도 진행 중”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • [홍태경의 지구 이야기] 화성 탐사가 풀어줄 궁금증

    [홍태경의 지구 이야기] 화성 탐사가 풀어줄 궁금증

    2015년 개봉돼 큰 화제를 모은 영화 ‘마션’은 화성 탐사 중 낙오한 우주인이 지구로 귀환하는 과정을 담고 있다. 지구에서 5784만㎞ 떨어진 행성에 고립된 주인공의 생존을 위한 눈물겨운 노력이 황량한 풍광을 배경으로 실감나게 묘사됐다.수성, 금성과 더불어 지구형 행성 중 하나로 꼽히는 화성에 대해 알려진 것은 그리 많지 않다. 지름 6800㎞로 지구 절반에 해당하는 크기를 갖고 있고, 지구 중력의 38%에 불과한 화성의 내부 구조는 여전히 베일에 싸여 있다. 화성에 대한 인류의 탐사 역사는 1960년대로 거슬러 올라간다. 1965년 미국 매리너 4호가 근접 촬영한 화성 사진이 지구로 전송되면서 화성의 모습이 인류에게 처음 공개됐다. 이후 구소련, 유럽연합, 미국에서 발사한 탐사선들이 다양한 조사를 진행해 왔다. 2012년 화성에 착륙한 탐사선 ‘큐리오시티’는 카메라 17대와 2.1m의 로봇팔을 갖추고 초속 4㎝로 움직이며 여러 조사를 수행했다. 약 1년 동안 화성 표면을 이동하며 찍은 총 2만 6700여장의 사진이 지구로 전송됐다. 또 5㎝가량의 지표 굴착을 통해 암석과 토양의 광물화학적 특성도 분석했다. 미국 항공우주국(NASA)은 지난 5월 5일 새로운 화성 탐사선 ‘인사이트’를 발사했다. 인사이트는 오는 11월 말 화성 적도 지역 평원에 착륙할 예정이다. 이번 화성 탐사선은 그간의 탐사 목적과는 달리 새로운 장비들을 갖춘 점에서 주목받고 있다. 이전 탐사선이 물과 생명체 흔적을 찾는 조사에 역점을 두었다면 인사이트는 지진학, 측지학, 열류량 연구를 통한 지구형 행성의 성장과 진화에 관한 이해를 목표로 하고 있다. 인사이트에 탑재된 지진계는 화성 표면에 설치돼 화성에서 발생하는 지진 정보를 기록하게 된다. 이 지진계는 화성 표면과 내부에서 일어나는 다양한 충격을 기록할 것이다. 지구와 같은 판구조 운동 여부와 운석 충돌 빈도에 관한 정보는 기본이다. 관측된 지진파를 통해 행성 내부 구조도 이해할 수 있다. 지구에 비해 대기 밀도가 훨씬 작은 화성에서 일어나는 기상 현상에 대한 실마리도 지진파 배경 잡음 분석을 통해 확인할 수 있을 것으로 기대된다. 또 로봇팔 형태의 탐지기를 지표 하부 5m 지점까지 넣어 지표로 전달되는 시간당 열 전달량을 측정할 예정이다. 이 열류량을 통해 화성 핵 내에 존재하는 방사성동위원소의 구성 비율과 화성 생성 초기에 축적된 열 에너지양을 추론할 수 있다. 이것은 화성을 포함한 태양계의 생성 초기 환경을 알려 주는 중요한 정보를 제공할 것으로 기대된다. 화성 내부의 열류량 분포를 통해 지구와 같은 맨틀 대류나 판구조 운동의 존재 유무도 함께 알아낼 수 있다. 인사이트 외관에 설치된 라디오 안테나는 지구와 교신하며 화성 표면의 변형 정도를 측정한다. 이 측지 기술은 수㎝의 변화까지 감지할 수 있다. 액체 상태의 핵이 존재하는 경우 공전 궤도상 위치 변화에 따라 액체 핵과 외곽의 고체 암석권 운동량의 차이가 발생하고 화성 북극축의 흔들림 현상이 발생할 수 있다. 북극축 흔들림의 크기를 통해 액체 핵의 크기를 추론하고 화성의 약한 자기장 형성 원인을 이해할 수 있을 것으로 보인다. 이처럼 인사이트 탐사를 통해 행성으로서 화성의 진화 정도를 파악할 수 있다. 막대한 자금이 소요되는 화성 탐사의 이유는 단순한 ‘호기심’ 때문만은 아니다. 행성으로서 화성이 겪고 있는 다양한 현상을 관측해 우리 지구가 맞이하게 될 미래에 대한 중요한 정보를 얻을 수 있기 때문이다. 화성 내부 구조는 우리 지구가 겪어야 할 미래일 수 있다. 인사이트의 활동 기간은 화성력 1년, 지구력 2년가량으로 보고 있다. 화성 탐사를 통해 화성뿐만 아니라 행성으로서 지구의 생성, 성장, 진화에 대한 이해가 높아질 것으로 기대된다. 인류세라는 새로운 지질 시대를 열고 있는 인간의 활동 영역이 우주로 확대되고 있다.
  • 가습기살균제 폐 뿐만 아니라 간에도 치명적

    가습기살균제 폐 뿐만 아니라 간에도 치명적

    국내 연구진이 인체에 치명적인 영향을 미치는 가습기살균제 성분이 체내에 흡수됐을 때 이동경로를 추적하는 기술을 개발했다. 연구진은 이 기술을 통해 가습기살균제 성분이 폐는 물론 간과 그 밖의 장기에 치명적 영향을 미친다는 연구결과를 발표했다.한국원자력연구원 첨단방사선연구소 전종호 박사와 한국화학연구원 부설 안전성평가연구소 흡입안전성연구본부 이규홍 박사 공동연구팀이 가습기살균제 물질인 ‘PHMG’(폴리헥사메틸렌구아니딘)가 흡입됐을 때 몸 속에서 이동하는 모습을 방사성동위원소를 이용해 정량적으로 분석하고 영상화할 수 있는 기술을 개발했다고 7일 밝혔다. 이번 연구결과는 환경과학 분야 국제학술지 ‘케모스피어’ 최신호에 실렸다. PHMG는 미생물 오염을 막는 공업용 항균제로 개발된 화학물질로 가습기살균제에 사용돼 문제가 됐었다. 사람이 흡입했을 경우 폐조직이 딱딱하게 굳는 폐 섬유화를 일으키며 심한 경우 사망에 이르게 하는 것으로 알려져 있어 현재는 사용금지 조치가 됐다. PHMG는 분석화학적 방법으로는 체내에 흡입된 뒤 움직임과 농도, 상태변화를 확인하기 어려워 가습기살균제 노출에 의한 체내 안전성 평가에도 어려움을 겪었다.연구팀은 인체에 영향을 미치지 않도록 극미량의 방사성동위원소 ‘인듐-111’을 활용해 PHMG의 체내 추적을 가능케 했다. 연구팀은 생쥐에게 에어로졸 형태로 인듐-111과 PHMG를 섞어 흡입하도록 한 다음 생쥐의 장기에 존재하는 방사선량을 측정했다. 그 결과 PHMG가 흡입한 지 1주일이 지난 뒤에도 70% 정도가 폐에 남아있었으며 체외 배출 속도는 매우 느리고 거의 되지 않은 것으로 확인됐다. 또 폐에 축적된 PHMG 중 5% 정도는 간으로 이동해 축적된 것으로 나타났다. PHMG가 폐 뿐만 아니라 인체 다른 장기에도 치명적인 영향을 미칠 수 있다는 가능성을 확인한 것이다. 원자력연구원 전종호 박사는 “이번 연구는 PHMG 이외에도 호흡기를 통해 유입되는 각종 생활화학제품은 물론 미세먼지, 라돈 등 다양한 물질의 유해성과 체내 분포 연구에 폭넓게 활용될 수 있을 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • “직장 여성 연간 유산율 23%…가정주부의 1.3배”

    “직장 여성 연간 유산율 23%…가정주부의 1.3배”

    우리나라 직장 여성의 연간 유산율이 23%에 달한다는 조사 결과가 나왔다. 가정주부 등 비직장 여성의 유산율의 1.3배 정도 높은 수준이다. 여성의 직장 내 스트레스가 유산 위험을 높이는 원인 중 하나라는 분석이 나온다.15일 국제학술지 ‘플로스원’ 최근호에 따르면 한국산업안전보건공단 산업안전보건연구원 김은아 직업건강연구실장(직업환경의학과 전문의) 연구팀은 2013년 한 해 동안 국민건강보험공단에 직장가입자와 피부양자(전업주부 등)로 각각 등록된 여성의 임신 43만 343건과 출산 34만 88건의 데이터를 분석한 결과 이처럼 나타났다는 논문을 발표했다. 논문에 따르면 직장가입자, 즉 직장에 다니는 여성의 연간 유산율은 23.0%로 직장에 다니지 않는 여성(피부양자)의 19.1%보다 3.0% 포인트 더 높았다. 이를 바탕으로 한 전체적인 유산(인공유산, 치료유산 제외) 위험도는 직장에 다니는 여성이 다니지 않는 여성의 1.26배였다. 임신 20주 이전에 질 출혈이 생기는 ‘절박유산’은 직장 여성이 비직장 여성의 1.38배에 달했다. 또 같은 조건에서 조산 위험과 태아발육부전 위험도는 각각 1.1배, 1.19배 더 높은 것으로 분석됐다. 산업별 유산 위험은 사업시설관리 및 사업지원 서비스업에서 일하는 여성이 1.47배로 가장 높았다. 건물 청소 및 유지 관리, 조경 관리 및 여행사 등이 이 직업군에 포함된다. 이 직업군은 육체노동과 불규칙한 근무시간, 여러 화학 물질 노출 등이 생식 과정에 나쁜 영향을 미칠 개연성이 높은 것으로 연구팀은 분석했다. 제조업 1.35배, 보건 및 사회복지 서비스업(의사, 간호사, 방사선 작업종사자 및 기타 의료인 등) 1.33배, 도소매업과 과학 및 기술서비스업(화학물질, 박테리아, 방사성동위원소에 노출되는 실험실 근로자) 1.29배 순이었다. 게다가 화학물질을 쓸 가능성이 낮은 것으로 추정되는 교육서비스업과 금융업 종사 여성도 직장에 다니지 않는 여성보다 유산 위험도가 각각 1.12배, 1.18배 높게 나왔다. 여성이 직장을 다니는 것 자체가 유산 위험을 높이는 요인으로 볼 수 있다는 분석이다. 연구를 진행한 김은아 실장은 “갈수록 출산율이 낮아지는 상황에서 모성보호시간 등을 통한 근로시간 단축이 여성근로자의 임신 및 출산 관련 생식보건을 높이는 데 기여할 수 있다는 간접근거가 될 수 있다”고 밝혔다. 온라인뉴스부 iseoul@seoul.co.kr
  • 3년 동안 잠자던 연구용 원자로 ‘하나로’ 본격가동

    3년 동안 잠자던 연구용 원자로 ‘하나로’ 본격가동

    <과기정통부, 연구사업 촉진 전략 제시> 과학기술정보통신부(장관 유영민)는 연구개발(R&D) 생산성을 높이고 과학기술 관련 고급 일자리 창출을 위한 ‘연구산업 혁신성장전략’을 5일 발표했다. 연구산업은 R&D가 진행되는 동안 필요한 각종 연구 서비스와 장비 개발 등을 포괄하는 개념이다. 과기정통부는 R&D 효율을 높이고 연구지원 산업 분야도 육성하기 위해 연구관리 활성화, 연구개발 서비스산업 발굴 및 육성, 연구장비 국산화 확대 등 5대 전략 18개 중점과제를 추진한다. 이를 위해 2022년까지 2366억원을 투입할 계획이다. <연구용 원자로 ‘하나로’ 재가동> 한국원자력연구원(원장 하재주)은 원자력안전위원회의 심의 완료에 따라 국내 유일의 연구용원자로 ‘하나로’를 5일 오전 8시부터 재가동했다고 밝혔다.하나로는 2014년 7월 가동 정지 후 내진보강공사, 대전 시민검증단 검증, 원안위 정기검사를 거친 뒤 다시 가동되게 됐다. 이에 따라 희귀소아암 치료, 비파괴검사용 방사성동위원소 생산이 재개되는 한편 2차전지 기술, 차세대 수소전기차 연료전지 개발 등도 본격화될 것으로 전망되고 있다. <서울대 공대, 예비공학도 캠프 참가자 모집> 서울대 공과대(학장 차국헌)가 현재 고등학교 2학년 자연계열 중 공학을 전공하려는 학생들을 위한 ‘겨울 청소년 공학 프런티어 캠프’를 준비하고 참가자를 모집한다고 5일 밝혔다. 이번 캠프는 내년 1월 16~19일, 1월 23~26일 두 번 열린다. 참가자들은 2박 3일 동안 공학실험과 연구실 체험, 공학 특강 및 토론, 글쓰기, 입학설명회 등 다양한 행사에 참여하게 된다. 참가 희망자는 오는 26일까지 공대 홈페이지(http://beegineers.snu.ac.kr)에 신청하면 된다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • 전립선 암세포만 찾아 없에는 화합물 나왔다

    전립선 암세포만 찾아 없에는 화합물 나왔다

    전립선 암세포만 찾아서 ‘원점타격’할 수 있는 화합물이 개발돼 민간에 기술이전됐다.한국원자력연구원은 전립선 암 진단과 치료를 위한 봄베신 유도체 화합물 제조기술을 바이오벤처 듀켐바이오에 기술이전했다고 29일 밝혔다. 봄베신은 전립선 암세포막에만 존재하는 단백질의 한 종류다. 원자력연구원 임재청 박사팀이 개발한 이번 화합물은 전립선 암세포의 단백질에 결합하는 화합물에 방사성동위원소인 루테튬(Lu)-177을 결합킨 것이다. 루테튬-177은 연구원에서 보유하고 있는 연구용 원자로 하나로에서 생산한 것이다. 기존의 전립선암 치료용 항암제는 암세포 뿐만 아니라 정상세포에도 흡수돼 탈모나 구토 등 부작용이 발생할 수 있어 고령의 환자의 경우 치료가 쉽지 않았다. 그러나 이번에 개발된 화합물을 이용하면 부작용 걱정 없이 빠르게 진단과 동시에 치료가 가능하다는 장점이 있다.실제로 연구팀은 생쥐에게 전립선암을 유발시킨 뒤 이번에 개발된 약물을 주입해 본 결과 전립선암세포에만 정확하게 약물지 전달되는 것을 영상으로 확인할 수 있었으며 전립선암 성장속도도 2배 이상 지연시키는 효과도 발견했다. 듀켐바이오에 기술이전을 함에 따라 본격적인 임상시험을 거쳐 실제 치료신약으로 만들어질 계획이다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • 오규석 부산 기장군수 수출용 신형연구로 건설허가 촉구 1인 시위

    오규석 부산 기장군수 수출용 신형연구로 건설허가 촉구 1인 시위

    오규석 부산 기장군수는 9일 서울 광화문 원자력안전위원회 앞에서 수출용 신형연구로 건설허가를 촉구하며 1인 시위를 벌였다.오 군수는 기장군 사회단체에서 작성한 군민 서명부(116개 단체, 772명), 호소문, 군의회에서 작성한 결의안을 원자력안전위에 전달했다. 오 군수는 기장군 동남권 방사선 의·과학 일반산업단지에 유치되는 수출용 신형연구로 개발사업 건설 허가를 촉구하며 지난 3월 7일에도 1인 시위를 벌였다. 수출용 신형연구로는 암의 조기 진단과 치료에 사용되는 의료용 방사성동위원소를 생산하는 시설이다. 해당 사업은 과학기술정보통신부 주관으로 부산시와 기장군이 함께 추진하는 국책사업이다. 후쿠시마 원전사태와 경주지진 여파로 원자력안전위가 안전성 심사를 강화하면서 수출용 신형연구로 건설허가가 지연되고 있다. 오 군수는 “신형 연구로 개발사업의 지연으로 동남권 산단 내 기업유치 및 입주 시기에 많은 차질이 발생하고 있다”고 말했다. 부산 김정한 기자 jhkim@seoul.co.kr
  • 조직검사 없이 난치성 유방암 정확히 집어낸다

    조직검사 없이 난치성 유방암 정확히 집어낸다

    여성암 중 하나인 유방암은 발병 원인을 아직 정확하게 모르기 때문에 유방암 발병 확률을 정확히 어렵다는 문제가 있다.또 유방암 5년 생존율은 0기 암의 경우 100%에 가깝지만 4기의 경우는 20% 미만으로 떨어진다. 이 때문에 유방암 생존율을 높일 수 있는 방법은 조기 발견인데 정확한 진단을 위해서는 조직검사를 해야 하기 때문에 조기진단이 쉽지 않다는 문제가 있다. 한국원자력의학원 유방암 연구팀은 방사성동위원소인 구리-64(Cu-64)를 이용한 양전자방출단층촬영(PET-CT)로 유방암의 표적치료 효과와 진단을 예측하는 기술을 개발했다고 6일 밝혔다. PET-CT는 암조기진단과 치료에 사용되는 영상진단검사법 중 하나로 암세포 주변에 조영제인 방사성의약품이 집중되도록 해 암의 위치, 크기, 전이 및 성장정도를 파악하는 기술이다.유방암은 세포막 단백질 중 하나인 ‘HER2’를 표적으로 하는 표적치료제가 개발돼 치료효과가 높아지고 있으나 환자에게 이 치료제가 맞는지 확인하기 위해서는 조직검사를 시행해야 한다. 치료과정에서도 치료효과를 확인하기 위해 정기적으로 조직검사를 해야하기 때문에 환자에게 불편함이 많다는 단점이 있다. 연구팀은 유방암 환자에게 방사성동위원소 구리-64와 이의 결합력을 높이는 생체화합물질, 표적치료제를 결합시킨 약물을 주사한 뒤 PET-CT 촬영을 해 조직검사 없이 치료효과를 확인하는데 성공했다. 노우철 원자력병원장은 “이번 기술을 식품의약품안전처 승인을 받아 임상시험에 들어간 상태”라며 “환자의 불편감을 줄이는 동시에 예측 확률도 높임으로써 난치성 유방암 환자의 생존율을 높이는데 도움을 줄 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • “임신 중 항균 비누 쓰면 태아에게 악영향”(연구)

    “임신 중 항균 비누 쓰면 태아에게 악영향”(연구)

    임신 중 항균 비누나 로션을 사용하면 태아에게 나쁜 영향을 줄 수 있음을 시사하는 연구 결과가 나왔다. 미국 로런스리버모어 국립연구소(LLNL)가 국제 학술지 ‘플로스원’(PLOS ONE) 최신호(8월 9일자)에 발표한 연구 결과에 따르면, 항균 비누와 핸드·보디워시, 그리고 로션 등에 쓰이는 항균성 화학물질 ‘트리클로카반’(TCC·Triclocarban)에 산모가 노출되면 이 성분이 태아에게 전달돼 지질대사를 방해하는 등 악영향을 줄 수 있다는 것이 쥐 실험을 통해 발견됐다. TCC는 주로 액체 항균 비누에 쓰이는 유사 물질 트리클로산(TCS·Triclosan)과 함께 성호르몬과 신경체계를 교란하고 자폐증에 영향을 주는 등 인체에 나쁜 영향을 줄 수 있는 것으로 확인돼왔다. 특히 TCC는 폐수 정화시설을 통과해도 75%가 제거되지 않아 이렇게 분해되지 않는 성분은 물과 햇빛에 노출되면 다이옥신이 돼 정수과정에서 염소와 결합하면 클로로폼이라는 발암물질로 변하는 것으로 알려졌다. 급기야 미국 식품의약국(FDA)은 지난해 9월 항균 비누와 세정용품에 TCC와 TCS 등 19개 성분의 사용을 전면 금지했다. 미국의 제조사들은 1년 안에 해당 제품들을 수거해야 하는 것으로 알려졌다. 다만 병원이나 건강관리 시절에서 쓰는 손 세정제는 예외다. 이미 우리나라의 식품의약품안전처에서도 지난해 6월 말 ‘의약외품 품목허가신고·심사 규정’ 일부 개정안을 통해 치약과 가글액에 포함된 TCS를 각각 0.3%, 0.02%만을 함유하도록 사용을 제한했지만, TCC에 관한 별도의 규정은 없는 것으로 알려졌다. 이 성분이 주로 쓰이는 고체 항균 비누는 공산품이어서 식약처 소관이 아닌 산업통상자원부 국가기술표준원에서 관리하고 있다. 따라서 문제는 TCC가 함유된 제품이 여전히 시중에 유통되고 있다는 것이다. 옥시(RB코리아)의 항균 비누(데톨)에는 ‘항균’이라는 표시나 항균 비누라는 설명이 붙어 있는데 이런 비누에는 TCC가 들어 있는 것이다. RB코리아 관계자는 올해까지 세정용 제품에서 이 성분을 단계적으로 배제할 것이라고 밝힌 바 있다. 이번 연구는 임신부로부터 태아에게 전달돼 건강에 영향을 줄 수 있는 TCC 농도를 정량화한 최초의 보고서다. 이 연구를 이끈 LLNL의 생물학자 헤더 엔라이트 박사는 “이번 결과는 오염된 급수원과 주변 생활 환경에서 임신부가 TCC에 노출될 잠재적 위험이 있고 이런 노출이 발달 중인 태아에게 부작용을 일으킬 위험이 있는 것으로 나타나 주목된다”면서 “생애 초기에 TCC에 노출되면 인체장기 체계가 취약해질 수 있는데다가 발달 중인 태아의 보호 메커니즘에 의해 돌이킬 수 없는 결과를 초래할 수 있다”고 설명했다. 과학자들은 실험 쥐를 대상으로 임신과 수유 기간 동안 TCC에 노출되면 실제로 이 물질이 모체에서 새끼로 얼마나 전달될 수 있는지를 조사했다. 이때 연구팀은 오염 물질이 어미 쥐와 새끼 쥐에 장기 체계에 어떻게 분포하는지를 추적하기 위해 TCC에 탄소14(탄소의 방사성동위원소)를 결합했다. 또한 연구팀은 TCC에 노출된 모체와 새끼의 몸에 들어있는 TCC 농도를 정량화하기 위해 초감도가속질량 분석기(AMS·Accelerator Mass Spectrometry)를 사용했다. AMS는 극히 낮은 농도의 화합물이라도 매우 정확하게 측정할 수 있으며 장기간에 걸쳐 체내 분포와 배설을 추적할 수 있어 생물의학 분야에서 활용되고 있는 장치다. 엔라이트 박사는 “우리는 TCC가 임신 중에는 태반을 통해 그리고 출산 후에는 수유를 통해 모체에서 태아로 영향을 미칠 만큼 전달된다는 사실을 입증했다”면서 “배아와 태아는 호르몬 수치 변화에 더욱 민감하므로 임신 중 TCC에 노출되면 발달 중인 배아와 태아에게 심각한 건강상 위험을 초래할 수 있으며 이는 종종 돌이킬 수 없는 변화를 일으킬 수 있다”고 말했다. 분석 결과에서는 TCC와 관련한 화합물이 새끼쥐의 뇌와 심장, 그리고 지방 조직에서 특히 높은 농도로 검출됐다. 이뿐만 아니라 TCC에 노출된 새끼쥐는 그렇지 않은 새끼쥐보다 체중이 많이 나갔는데 암컷과 수컷에서 각각 11%와 8.5% 증가했다. 또한 이번 연구에서는 TCC에 노출된 새끼의 간과 지방 조직에서 유전자 발현 변화를 조사하기 위해 ‘실시간 중합효소연쇄반응법’(qPCR)이 사용됐다. 그 결과, TCC에 노출된 암컷 새끼 쥐의 지질대사에 관여하는 유전자 변화는 지방 무게 증가와 간의 트리글리세라이드 증가와 일치하는 것으로 나타났다. 사진=ⓒ alice_photo / Fotolia 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr
  • 극지, 심해, 우주에서도 끄떡 없는 배터리 나왔다

     극지나 우주탐사에서 가장 중요한 것은 각종 기계나 전자기기를 구동시키기 위한 전력 확보다. 기존의 배터리들은 극단적으로 높고 낮은 온도에서는 작동이 되지 않거나 방전이 빨리 돼 사용이 불가능하다.  한국원자력연구원은 대구테크노파크 나노융합 실용화센터, 한국전자통신연구원(ETRI)과 함께 극지와 심해, 우주에서도 안정적으로 장기간 전력생산이 가능한 ‘베타전지’를 국내 최초로 개발에 성공했다고 1일 밝혔다.  베타전지는 방사성동위원소가 붕괴하면서 발생하는 에너지를 전력으로 전환시키는 장치다. 태양이나 바람, 연료 같이 외부동력원이 필요없이 자체적으로 전력을 만들어내기 때문에 초고온이나 극저온 같은 극한 환경에서 전력 생산에 문제가 없다는 장점이 있다.  연구팀은 반감기가 100.1년인 ‘니켈-63’(Ni-63)이라는 동위원소가 방출하는 전자를 반도체에 충돌시켜 전력을 생산하는 베타전지를 만들었다. 별도의 충전이나 교체 없이 50년 이상 전지를 사용할 수 있는 수준이다.  이번에 개발한 베타전지 시제품은 147nW(나노와트)의 출력을 갖고 있으며 올 연말까지 1000nW 출력을 낼 수 있는 전지를 개발할 예정이다. 현재 세계 최고 수준으로 평가받고 있는 미국에서 개발한 베타전지 출력은 500nW 수준이다.  이번에 개발된 베타전지는 단위질량당 에너지 밀도가 높아 인공심장 같은 인체 삽입형 의료기기의 전원으로 활용할 경우 기존 기기의 수명을 5년에서 20년 이상으로 늘릴 수 있을 것으로 예상했다.  손광재 원자력연구원 동위원소연구부 박사는 “방사성동위원소는 의료나 산업응용 분에서 주로 활용됐지만 이번 연구를 통해 활용분야를 첨단 에너지원으로 확대했다”며 “상용화가 될 경우 초소형 전원, 특수목적용 저전력원 등 다양한 분야에 활용될 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • [재미있는 원자력] 혁신의 아이콘이 선택한 항암제/임재청 한국원자력연구원 동위원소이용연구부 선임연구원

    [재미있는 원자력] 혁신의 아이콘이 선택한 항암제/임재청 한국원자력연구원 동위원소이용연구부 선임연구원

    2011년 10월 5일 스티브 잡스가 췌장암으로 세상을 떠났다. 시가총액 세계 1위 기업이자 글로벌 정보기술(IT) 기업 애플의 공동 창업주로서 PC시대와 모바일 시대를 열어 인류의 삶을 두 번이나 바꾸며 21세기 혁신의 아이콘으로 각인됐던 그도 암을 이겨내지는 못했다. 그런데 암 치료과정에서 그가 미국이 아닌 스위스의 한 대학병원에서 치료받기로 했던 것이 화제가 된 바 있다. 그가 선택한 마지막 치료법은 바로 방사성동위원소를 이용한 표적 치료법이었다. 방사성동위원소를 이용한 표적 치료법은 정상 세포는 손상시키지 않고 암세포만을 골라서 파괴하는 방식으로 암세포에만 달라붙는 펩타이드나 항체와 방사성동위원소를 결합시켜 만든 치료제를 사용한다. 체내에 투여된 방사성 동위원소 결합 약물은 혈액을 타고 다니다가 암세포에만 붙어 방사선을 방출함으로써 암세포를 파괴한다. 방사성동위원소가 방출하는 방사선을 체외에서 촬영해 암 부위를 정확하게 찾아내는 영상진단도 가능하다. 표적 치료법은 기존의 화학 항암치료법을 뛰어넘었다. 현재 전 세계 상위 3위권의 항암제가 모두 표적치료제이다. 그러나 표적치료제 역시 내성이 생겨 치료 효과가 떨어지는 문제가 있기 때문에 이를 극복하기 위해 방사성동위원소를 표적약물에 결합한 치료제가 개발돼 쓰이고 있는 것이다. 현재 국내에서 쓰이고 있는 방사성동위원소를 이용한 대표적 표적 치료제는 갑상선암 치료제인 방사성요오드다. 국내에서만 연간 약 2만명의 환자가 방사성요오드로 치료를 받고 있다. 또 혈액암 치료제인 제발린, 희귀 소아암 치료제인 엠아이비지(mIBG) 등도 치료에 쓰이고 있다. 암 진단 분야에서는 방사성동위원소 테크네튬, 플루오린 등이 이용되고 있다. 이러한 효과적인 표적 방사성치료제나 진단제를 개발하기 위해서는 우선 방사성동위원소 및 방사성의약품을 생산하고 공급할 수 있는 시설이 충분히 있어야 한다. 다음으로 표적 방사성치료제 이용을 위한 정부의 허가가 필요하다. 이 과정에서 많은 비용과 시간이 소모되는 만큼 정부기관의 적극적인 협조와 지원이 필요하다. 마지막으로 기술적인 측면에서는 암세포에만 반응하는 특이 마커(Biomarker)를 발굴하고 암세포와 효과적으로 결합할 수 있는 표적약물을 개발하는 것이 필요하다. 암을 극복하기 위한 유전자지도가 완성되었고 잘못된 유전자만을 고칠 수 있는 유전자편집기술도 개발됐다. 최근에는 체내 면역력을 높이는 면역항암제의 높은 치료효과가 입증되고 있다. 여기에 방사성동위원소를 이용한 표적 치료법까지 더해져 암을 극복하는 날이 하루빨리 오기를 기대해본다.
  • 美38노스 “北 풍계리·영변서 핵실험 준비 정황”

    美38노스 “北 풍계리·영변서 핵실험 준비 정황”

    미국의 북한 전문 싱크탱크가 북한이 제6차 핵실험을 준비하고 있다는 여러 정황이 포착됐다고 밝혔다. 미국 존스홉킨스대 한미 연구소의 북한 전문 웹사이트 ‘38노스’는 29일(한국시간) 함경북도 길주군 풍계리 핵실험장과 평안북도 영변 핵단지를 촬영한 상업위성 사진 분석 결과를 토대로 이같이 주장했다. 과거 4차례 핵실험이 진행된 풍계리 핵실험장의 북쪽 갱도 입구에서 3~4대의 장비 운송용 차량이 발견됐으며, 지면의 흔적을 분석한 결과 통신 케이블이 깔린 정황이 포착된 것이다. 38노스는 이를 두고 핵폭발 실험 시 발생하는 데이터를 수집하고 분석하는 데 쓰이는 관측장비일 가능성이 크다고 분석했다. 또 북한이 펌프를 이용해 북쪽 갱도에 고인 물을 뽑아 올려 동쪽과 서쪽 갱도로 흘려보내고 있는데 이는 통신 및 데이터 분석 장비의 운용을 위해 북쪽 갱도 안의 물을 완전히 제거하기 위한 것이라고 설명했다. 38노스는 “이런 복합적인 변수들은 장비 가설을 포함해 핵실험 준비가 잘 진행되고 있다는 것을 유력하게 암시한다”면서도 핵폭탄의 존재 여부나 핵실험 시기를 파악할 결정적 증거는 되지 못한다고 덧붙였다. 실제로 서쪽 갱도에서 채굴용 수레가 몇 개 발견된 것 외에 나머지 갱도들에서는 특별한 동향이 포착되지 않았다. 38노스는 영변 핵과학연구단지 역시 핵무기용 핵분열 물질 생산과 직결된 핵 시설에서 여러 가지 활동이 포착됐다고 주장했다. 그 근거로는 먼저 특수 화물열차들이 방사성 화학물질 연구실에 방사성동위원소를 공급하는 새로운 생산시설 인근 조차장(열차 주차장)에 도착한 점을 들었다. 특수 열차들 중 3대는 각각 4개의 물탱크를 실은 무개열차이고, 다른 하나는 화물 컨테이너를 적재한 곤돌라 열차라고 설명했다. 이들 열차는 과거 방사성 폐기물과 화합물의 운송 등 핵 재처리 활동과 관련된 열차들로,2016년 10월27일 이후 1년 5개월 만에 처음 이곳에 출현했다. 트럭 몇 대와 소형차 1대도 방사성 화학물질 연구실 근처에서 관찰됐다. 38노스는 “냉각수가 원자로 빌딩 동쪽 파이프 쪽으로 흘러나오지 않는 것으로 보이고,강에 있는 냉각 물탱크에서 어떠한 ‘표면활성 활동’도 관찰되지 않는 만큼 원자로는 현재 가동하지 않거나 낮은 수준에서 가동될 가능성이 있다”고 말했다. 이어 “2016년 중반에 완료된 것으로 여겨온 방사성화학물 연구실의 핵 재처리 활동은 원자로에서 아주 적은 양의 폐연료봉을 재처리했을 수 있다”면서 “추가로 일어날 재처리 활동은 더 많은 핵분열 물질을 곧 생산하기 시작할 가능성이 있다”고 덧붙였다. 이들 특수 열차는 원심분리기에서의 핵 농축 활동 또는 3중 수소 분열 실험과 관련이 있을 수 있다고 38노스는 덧붙였다. 앞서 38노스는 지난 10일 위성사진 분석을 통해 북한이 사상 최대 규모의 제6차 핵실험을 준비 중인 것으로 보인다고 주장했다. 온라인뉴스부 iseoul@seoul.co.kr
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