한국원자력연구원, 체렌코프 효과 이용 암세포 죽이는 나노물질 개발 - 향후 폐암, 간암 등 다양한 암세포 주 이용 전임상시험 추진 -

  • □ 체렌코프 효과는 1958년 노벨 물리학상을 받은 러시아의 과학자 체렌코프 박사가 발견한 현상으로, 전기적 성질을 가진 입자가 물속을 빛의 속도보다 빠른 속도를 운동할 때 빛이나 X선을 방출하는 효과이다. 원자로 수조가 푸른 빛을 내는 이유이기도 하다.
  • □ 한국원자력연구원(원장 주한규) 첨단방사선연구소(소장 정병엽)는 방사성동위원소 지르코늄-89(Zr-89)에서 발생하는 체렌코프 효과를 이용해 암 사멸 나노물질을 개발하는 데 성공했다고 1월 18일 밝혔다.
  • □ 가속기동위원소연구실 박정훈 박사 연구팀은 약 100 nm (나노미터, 10억분의 1미터) 크기로 만든 산화티타늄 나노입자 내부에 진단용 동위원소 지르코늄-89(Zr-89)를 넣었다. 이 나노입자 표면을 생체단백질인 트랜스페린으로 코팅하고, 트랜스페린 외부에 산화망간을 첨가해 암세포 근처에서 활성산소*를 발생시키는 나노물질을 개발했다. 산화티타늄과 산화망간에서 발생한 활성산소는 암세포의 DNA를 손상시켜 암세포를 죽인다.

    ※ 활성산소 : 반응성이 큰 산소 화합물로 세포의 DNA를 손상시킨다.

    • ○ 특히, 연구진은 나노물질의 내부는 산화티타늄, 외부는 산화망간으로 만들어 활성산소를 이중으로 방출하는 나노물질 구현에 성공했다. 나노물질 내부의 지르코늄-89에서 나오는 입자는 영상 진단에 사용될 뿐만 아니라, 체렌코프 효과를 유발한다. 여기서 발생한 자외선에 의해 산화티타늄에서 활성산소가 발생한다. 또한, 산화망간은 암세포 주변의 약한 산성 조건과 체렌코프 효과에 의해 분해되어 활성산소를 방출한다.
    • ○ 나노입자를 둘러싼 생체단백질 트랜스페린은 나노물질이 서로 붙지 않게 막아 100 nm의 크기를 유지하고, 나노물질과 암세포가 잘 부착되게 해 활성산소가 암세포에 효과적으로 전달되게 한다.
    • ○ 연구진은 과학기술정보통신부 원자력연구개발사업의 지원을 받아 수행된 이번 연구를 통해 방사선과 나노기술을 융합해 암을 사멸시킬 수 있는 방사선 변환 기술을 증명할 수 있었다. 향후 기초연구 분야에 활용할 수 있을 것으로 기대한다. 또한, 대장암 세포주 외 폐암, 간암 등 다양한 세포주를 이용해 전임상시험을 추진할 계획이다.

  • □ 이번 연구 성과는 우수성을 인정받아 세계적인 권위지 미국 화학회 'ACS Applied Materials and Interface (JCR 소재 분야 상위 7%)'의 표지 논문으로 선정되어 1월 18일에 게재됐다.

    ※ 논문명: Theranostics through Utilizing Cherenkov Radiation of Radioisotope Zr-89 with Nanocomposite Combination of TiO2 and MnO2 (방사성동위원소 지르코늄-89의 체렌코프 효과를 이용한 티타늄-망간 나노 복합체의 테라노스틱스 활용)

  • □ 한국원자력연구원 첨단방사선연구소 정병엽 소장은 “이번 연구 성과는 지르코늄-89에서 방출하는 감마선을 자외선으로 변환하는 데 성공해 방사선 변환 기술을 증명하는 데 성공했다”고 말하며 “기초연구 분야에서의 활용과 향후 연구 분야의 확대를 기대한다.”고 밝혔다.
    • ○ 전자선으로 탄소섬유강화복합소재를 경화하는 방식은 이미 존재했으나, 금속을 대체할 수준으로 기계적 물성 강도를 높이는 것이 과제였다.
    • ○ 연구진은 전자선 조사 이전 단계에서부터 복합재료의 구성과 제조방법을 달리해 문제를 해결했다. 조직이 치밀한 T700급 탄소섬유와 액상의 에폭시 아크릴레이트를 결합시킨 새로운 재료 구성을 찾아냈다. 이후 전자선으로 경화해 복합소재의 물성을 높인 것이다. 300 MPa(메가파스칼)이었던 기존의 전자선 경화 탄소섬유강화복합소재와 비교해 성능이 약 3배 향상됐다.





한국원자력연구원, 미세먼지 잡아먹는 ‘전자선 기술’ 상용화 나선다 - 원자력연, 전자선 이용 미세먼지 저감 기술 (주)앱스필에 이전 - - 환경부 ‘녹색기술’ 인증 획득, 특허 등록도 마쳐 -

  • □ 최근 산업계가 일상화된 미세먼지를 줄이기 위한 다양한 기술과 장치 개발에 열을 올리는 가운데, 국내 연구진이 전자선으로 미세먼지를 효율적으로 제거하는 새로운 기술을 개발해 주목받고 있다.
  • □ 한국원자력연구원(원장 주한규) 첨단방사선연구소(소장 정병엽)는 미세먼지 유발 물질인 질소산화물과 황산화물을 전자선으로 동시에 저감할 수 있는 기술 개발에 성공했으며, 개발 기술을 (주)앱스필(대표이사 김동환)에 이전하는 기술 실시 계약을 체결한다고 2월 28일 밝혔다.
    • ○ (주)앱스필은 친환경 소재 개발 전문 기업으로서, 전자 가속기를 이용한 산업용 기능성 필터 제품 등을 주력으로 판매하고 있다. 이번 기술 실시 계약 체결 이후 민간 사업장에 시제품 설비 구축 사업을 추진하는 등 연구원과 함께 기술 상용화에 박차를 가할 계획이다.

  • □ 이번 기술을 개발한 방사선융합기술연구부 김태훈 박사 연구팀은 전자선을 물질에 쪼여 분자 구조를 변환하는 기술을 활용했다. 전자 가속기를 이용하면 빛의 속도에 가깝게 가속된 높은 에너지의 전자들이 물질의 분자 구조를 직접 파괴하거나, 다른 물질로 변화시킬 수 있다.
    • ○ 이번에 이전하는 기술은 전자선으로 미세먼지 원인물질인 가스 형태의 질소산화물과 황산화물을 염 형태의 에어로졸 입자로 변화시킨 후 전기적 성질을 띤 세정액을 분무해 제거하고, 깨끗한 공기를 배출한다.
    • ○ 질소산화물과 황산화물 대용량을 동시에 빠른 속도로 처리할 수 있어 현재 상용되는 기술 대비 시설 투자 비용 약 50%를 줄일 수 있다. 기존 기술은 질소산화물과 황산화물을 따로 처리해 설비가 각각 필요했다. 물에 잘 녹지 않는 질소산화물을 높은 온도에서 촉매를 이용해 제거한 후 물에 잘 녹는 황산화물을 습식으로 세정해 제거하는 순차적인 방식이었다.
    • ○ 전자선 기술은 별도의 고온 처리나 고가의 촉매가 필요 없어 기존 기술 대비 연간 처리비용도 약 10%가량 줄일 수 있다.

  • □ 개발 기술의 상용화를 위해 연구팀은 현장 검증을 수행했다. 대전에 위치한 폐기물 소각시설에서 소각 과정에서 발생하는 배출 가스로 한 달간 실증한 결과, 질소산화물과 황산화물 95% 이상이 제거되는 것을 확인했다.
    • ○ 환경부로부터는 ‘녹색기술*’ 인증을 받아 기존 기술 대비 비용을 절감하고, 오염 물질을 최소화했다는 평가를 받았다. 기술 개발 관련 국내 특허 등록도 마쳤다.

      * 녹색기술:「저탄소 녹색성장 기본법」에 의거, 에너지와 자원을 절약하고 효율적으로 사용해 온실가스 및 오염물질의 배출을 최소화하는 기술

    • ○ 이번 연구개발은 2018년부터 과학기술정보통신부 방사선기술개발사업의 지원을 받아 진행했다. 연구원이 보유 중인 국내 유일의 이동형 전자 가속기를 이용해 기초 기술개발부터 기술이전까지 순차적으로 성공시킨 모범 사례다.
    • ○ 연구원 주한규 원장은 “이번 기술은 미세먼지 원인 물질뿐 아니라, 산업시설에서 발생하는 휘발성유기화합물(VOCs) 같은 다양한 유해 물질의 제거도 가능하다”라며, “앞으로도 국민의 건강과 삶의 질을 높이기 위해 전자선 등 대체 불가 방사선 강점 기술 육성에 힘쓰겠다”라고 밝혔다.


한국원자력통제기술원 – 물리적방호·사이버보안 관계기관 연례 워크숍 개최

  • 한국원자력통제기술원(KINAC)은 2023년 2월 1일부터 2일까지 양일간 KINAC 국제핵안보교육훈련센터(INSA)에서 2023년도 물리적방호·사이버보안 관계기관 연례 워크숍을 개최했다. 이날 워크숍에는 원자력안전위원회(원안위)와 KINAC, 원자력시설 및 사업자의 물리적방호·사이버보안 관련 업무 담당자 200여명이 참석하였다.
  • 이영욱 핵안보본부장은 개회사에서 각자의 전문성과 다양한 시각에서의 건설적인 논의를 통해 핵안보 규제 체계를 한 단계 끌어올릴 수 있도록 규제기관과 사업자 모두가 노력해야 함을 강조했다.
  • 이어 원안위는 2022년도의 물리적방호·사이버보안 규제업무 이행 결과와 2023년도 계획을 발표하였고, 규제기관과 사업자들의 현안과 의견을 공유하는 시간을 가졌다. 또한, 코로나19 등으로 인해 나타난 규제 현안들과 드론, 사이버 등 최신 위협들에 대한 대응도 논의하였다.
  • KINAC은 워크숍에서 나눈 의견들을 바탕으로 원자력 사업자들의 규제 공감성 확보에 더욱 노력해 나갈 예정이다.


한전원자력연료, 설 명절 맞이 노사합동 이웃사랑 나눔

▣ 한전원자력연료(사장 최익수)는 설 명절을 앞두고 노사 합동으로 대전시 유성구장애인종합복지관 등 4개 기관을 찾아 2300만원 상당의 온누리상품권 및 과일을 전달했다고 17일 밝혔다.


▣ 한전원자력연료는 매년 설 명절마다 지역 복지관을 방문하여 물품을 전달하며 나눔문화 확산과 지역경제 활성화에 기여하기 위한 활동을 하고 있다.


▣ 최익수 사장은 “경기침체로 모두가 어려움을 겪고 있는 상황에서 지역 주민들이 따뜻한 명절을 보내는데 도움이 되길 바란다”며 “앞으로도 어려운 이웃을 위한 다양한 사회공헌활동을 지속적으로 전개할 것”이라고 밝혔다.


▣ 한편 한전원자력연료는 사내 봉사단인 에너토피아봉사단과 유관기관 협력조직을 통해 다양한 사회공헌활동을 펼쳐 2022년 11월 ‘지역사회공헌 인정기업’으로 4년 연속 선정되는 등 지역사회에 도움이 되는 봉사활동을 꾸준히 이어오고 있다.


한국원자력의학원 – 방사선 이용 신약개발 지원 위해 국제 협력 강화 나서

- 한국원자력의학원, 일본 도호쿠대학과 MOU·심포지엄 개최 -

한국원자력의학원(원장 직무대행 박인철)은 국가RI신약센터와 일본 도호쿠대학 사이클로트론·방사성동위원소센터가 방사선을 이용한 신약개발 지원과 방사성의약품 제조기술 협력을 위한 업무협약을 체결하고 공동 심포지엄을 지난 20일 개최했다고 밝혔다.

이번 업무협약과 공동 심포지엄은 일본 자국 내 방사성동위원소 이용 기초 및 실용연구에서 주도적인 역할을 하고 있는 도호쿠대학과 국가RI신약센터가 방사성동위원소를 이용한 신약후보물질의 안전성 및 유효성 평가와 난치성 질환 치료용 방사성의약품 개발 기술 확보 및 고도화에 대한 공감대를 형성하여 성사됐다.

먼저 양국 기관은 업무협약을 체결하고 ▲약물의 효능 및 안전성 검증 등 비임상·임상시험 연구, ▲협력 연구를 위한 인력 및 기술 교류, ▲약물평가 및 방사성의약품 개발 관련 상호 관심 분야 등에 대한 협력 사업을 추진하기로 했다.

업무협약 이후 공동 심포지엄에서는 ▲일본 도호쿠대학 사이클로트론·방사성동위원소센터 소개 및 치료용 방사성동위원소 생산연구 현황(日와타베 히로시 센터장), ▲치매 진단용 산화효소(MAO-B) PET 방사성의약품 개발(日후루모토 쇼조 교수), ▲소동물 질환모델의 생체영상 이용 신약평가(韓박장우 박사) 등 양국 기관 전문가의 방사성동위원소 이용 분야 연구성과가 발표되고 토론이 이어졌다.

국가RI신약센터는 이번 협약체결과 심포지엄 개최로 일본 방사성동위원소 및 생체영상을 이용한 신약평가와 방사성의약품 분야의 국내외 동향 및 기술개발 경험을 공유하고 협력방안을 도출하여, 국내 방사성동위원소 이용 신약개발·평가 지원체계를 고도화하고 국제협력 확대의 계기가 될 것으로 내다봤다.

김경민 국가RI신약센터장 직무대행은“도호쿠대학과 지속적인 교류와 협력방안 모색으로 국가RI신약센터의 일반 신약 및 방사성의약품 개발 지원체계를 업그레이드 하고, 국내 신약개발 분야에서 방사성동위원소 기술 활용성에 대한 인식 확산에 도움이 되길 기대한다.”고 말했다.



KEPCO E&C로고
한국전력기술 – 원전 시설 방어를 위한 안티-드론 방호체계 분야 업무협약 체결

회사는 2월 9일, ㈜테라디펜스와 ‘안티-드론 방호체계 분야 기술 및 사업 협력’을 위한 업무협약을 체결했다.

이날 협약은 김용수 한국전력기술 전력기술연구원장, 김종수 ㈜테라디펜스 대표이사 및 관련 실무자들이 참석한 가운데 진행되었다. 양사는 안티-드론 방호체계 통합시스템 사업화를 위해 기술‧제도 방면에서 협업하고, 관련 신규 사업 발굴 및 시장 개척을 위한 상호협력을 확대해 나가기로 하였다.

안티-드론 방호체계 시스템은 국가중요시설물에 심대한 타격을 줄 수 있는 비인가 무인기와 자살드론 등을 탐지 및 추적하여 무력화시키는 시스템을 의미한다. ㈜테라디펜스는 10km 이상의 탐지 거리 및 정확도를 가진 국내 *AESA(능동형 위상배열) 레이더 기술을 바탕으로 회사가 설계한 국내외 원자력 발전소에 드론 침입 전 경고 통보, 위험지역지정, 대피 유도, 추가 방어 등의 안티-드론 솔루션을 제공할 계획이다.
최근 러시아-우크라이나 전쟁과 북한 무인기 침투 사태 등으로 국가중요시설물에 대한 안전성 강화 필요성이 높아지고 있는 가운데, 양사는 이번 협약을 계기로 발전소 등 사회기반시설 안티-드론 방호체계 시스템을 구축함으로써 국가 안보에 기여하고 관련 분야 신사업을 선도할 수 있는 성장 기반을 확보할 수 있을 것으로 기대하고 있다.

* AESA(Active Electronically Scanned Array) Radar : 다량의 송수신 소자로 구성된 안테나 집합체. 안테나를 전자적으로 위상을 변화시켜 원하는 방향으로 빔 형성이 가능하며, 탐지 거리는 물론 정확도가 높다.