▲김재우 원자력연 박사. ⓒ2012 HelloDD.com

김 박사팀이 개발한 'O-18 농축표적의 유기불순물 정제방법 및 장치' 기술은 의료용 사이클로트론에 사용되는 산소안정 동위원소(O-18) 농축수에 포함된 불순물을 정제하는 기술로 한국과 미국에 특허등록됐다. 산소 안정 동위원소(O-18)는 산소 원소 중에서 방사성 붕괴를 하지 않는 안정된 원소를 말한다.

O-18은 일반적인 물에 0.2% 밖에 포함되어 있지 않으며 이를 90% 이상 농축시켜 의료용 사이클로트론(양성자 가속기)에 넣으면 양성자를 받아들이고 중성자를 방출하는 과정을 거쳐 그 일부가 불소 방사성 동위원소(F-18)로 변한다. 이렇게 만들어진 불소 방사성 동위원소는 양전자 단층촬영(PET)에 이용되는 방사성 의약품 FDG의 제조에 사용된다.

O-18 농축수는 사이클로트론을 이용해 F-18로 변환되는 과정에서 각종 유기 오염물질과 불순물이 섞이기 때문에 정제하지 않으면 재활용 할 수 없는데, 기존의 외국 장치는 자외선만을 이용하는 광분해 방법을 사용해서 정제 효율이 낮다는 문제가 있었다. 이에 따라 김재우 박사 팀은 물 속에 분자 상태로 녹아 있는 용존산소(DO; Dissolved Oxygen)량을 적정 농도로 조절한 후 정제 반응을 촉진하는 특정 파장의 자외선과 반사체를 함께 사용함으로써 광분해를 통한 정제 효율을 높였다.

이를 통해 하루에 16g 정제 가능한 수입 장치보다 정제 효율을 5배 이상 높여 하루 90g 정제가 가능하도록 했다. 한편 한국원자력연구원은 이번에 개발한 기술을 정액기술료 7000만원과 10년 동안 매출액의 3%를 경상기술료로 받는 조건으로 글라피아(대표 마승령)에 이전하기로 하는 기술 실시 계약을 체결했다.
 

▲양전자 단층촬영 방사성 의약품 FDG 생산장치와 의료용 사이클로트론. ⓒ2012 HelloDD.com

또한 국내의 양전자 단층촬영 검사 건수가 지난 10년간 4배 이상 증가하고 있어 O-18 농축수에 대한 수요 또한 지속적인 증가가 예상되고 있는 가운데, 이번 기술 개발을 통해 농축수를 정제해 재사용하는 것이 가능해져 약 50억원의 수입 대체효과뿐만 아니라 해외수출까지 가능할 것으로 전망되고 있다.