일반기술

13MeV 사이클로트론(KIRAMS-13) 설계 기술

입자 가속기는 전자나 양성자와 같은 하전 입자를 전기장이나 자기장 속에서 가속시켜, 큰 운동에너지를 발생시키는 장치를 말한다. 입자가속기는 주로 원자핵이나 소립자의 심층 구조를 탐구하는 물리 실험에 필수적인 실험장치로 이용되고 있다.원형 가속기 중에서 사이클로트론은 운동하는 하전 입자가 자기장 속에서 원운동 하는 것을 이용하여, 자기장 속에서 입자를 회전시키면서 그 회전 주기에 맞추어 고주파 전압을 가하여 가속하는 장치이다.원자력의학원에서 개발한 13MeV 사이클로트론(KIRAMS-13)은 가속된 이온들을 특정 물질로 된 표적에 조사하여 핵반응을 일으켜 방사선을 방출하는 동위원소를 만들어 내는 것이다. 만들어진 동위원소들은 적절한 화학적 처리를 통해서 암환자들의 암진단이나 암치료 등에 사용된다. 이러한 의료적인 목적 이외에도 가속된 이온을 이용하여 물질의 분석 및 개질, 방사선에 의한 생체 물질의 영향 연구, 핵반응을 이용한 천체 물리 등 기초과학 연구 등에도 사용된다.< 장점 >원자력의학원은 13MeV 사이클로트론 및 PET에서 사용되는 FDG 합성장치와 F18 Target 장치 개발 기술을 순수한 국내 기술로 개발 완료하였다. 따라서 선진국에서 수입하는 장비와 비교하여 가격경쟁력을 확보하고 있으며, 기술력에 있어서도 IAEA와 한국 PET 협의회의 인증을 받았다. 또한 사이클로트론 생산을 위한 ISO 9001 인증을 보유하고 있다.< 기대효과 >(1) 사회적 측면 ▶기술을 이용한 암 등의 악성종양의 정복을 앞당기는데 그 일익을 담당, 수많은 암 환자에게 희망을 줄 것임.▶초정밀기술을 이용한 고부가가치 산업의 발생의 유도할 수 있음.(2) 경제적․산업적 측면 ▶고에너지 입자 가속기 제작기술은 장비의 종합적인 구성의 특징상 다양한 분야의 극한 기술이 복합적으로 결집된 기술로 가속기 기술의 발달은 주변분야의 기술혁신과 개발을 파생시킴 ▶이온원 발생 장치는 의료용, 산업용 및 연구용 등 다양한 분야에 응용이 가능한 장치로서 이로 인한 경제적 부가가치와 산업적인 고도화에 크게 기여할 수 있음.▶초정밀 대전류 정밀 자석기술은 자기장의 정밀 제어기술 등을 발달시키며, 부차적인 자성 유도체의 냉각 등 복합적인 문제를 해결 하는 기술 개발에 기여 ▶순수연구 분야의 사용 가능으로 원자구조를 중점 연구하는 순수 물리 및 화학분야 등 기초 연구 분야의 시너지효과 기대 ▶가속기와 Target 장치, FDG 생산모듈을 일체화함으로써 세계 최고 경쟁력 확보 ▶질적 수준의 세계 최고의 경쟁력을 확보함으로써 수입 대체만이 아닌 수출을 통한 국가적 이익 실현 (3) 기술적 측면 ▶그 응용분야는 산업, 의료 등 여러 분야에서 그 응용이 증가 일로에 있으며, 특히 의료용 가속기의 개발과 그 이용이 확산되고 있음 ▶이온원 발생장치는 핵심부품의 개발에 있어 고주파수의 제어 기술 및 고주파 발생의 극대화 기술을 발생시킴 ▶정밀한 자석설계 및 제작 기술과 초고진공 기술 등을 필요로 하는 첨단 및 미래형 기술개발이 가능함 ▶제어 기술은 가속기의 비선형적인 제어특성으로 인공지능 제어기술을 활용한 제어기술의 이론적, 실용적 개선이 가능함 ▶고전압 및 고주파, 전자석 기술 등 극한 기술의 확보 및 개선을 통한 국가 경쟁력 제고 ▶핵반응 Target 기술의 개발을 통한 국내 동위원소 제작 기술의 활성화