- 간편하고 부작용 없어 임산부도 적용 가능
- 입자물리학 등 기초연구에 강입자가속기 십분 활용
- 납이온 충돌실험 통해 우주 탄생의 비밀 밝히는 중
'꿈의 암치료기'로 불리는 의료용 중입자가속기는 국내 컨소시엄 주도의 국제 공동연구개발사업으로 국·시비 등 1950억 원을 투입해 2016년 3월까지 부산 기장군 장안읍 동남권 원자력의학원 인근 부지에 건립될 예정이다. 세계적으로 가속기는 의료용과 연구용으로 크게 구분된다.유럽 과학강국들도 가속기를 활발히 활용하면서 과학기술력을 높여가고 있다. 1939년부터 2002년까지 노벨문학상 수상자 중 23명이 가속기와 관련이 있을 정도다.
■독일 국립중이온 연구소(GSI)
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| 독일 다름슈타트에 있는 국립중이온 연구소 연구원이 지난 3일 방문한 부산과학기술 협의회 관계자들에게 치료용 중이온(중입자) 가속기의 이용원리와 기능 등을 소개하고 있다. 다름슈타트는 국립중이온 연구소가 들어서면서 유럽의 손꼽히는 과학도시가 됐다. 송진영 기자 | |
독일 서남부에 위치한 인구 14만 명의 소도시인 다름슈타트. 독일의 최대 과학도시로 알려져 있는 이 곳의 가장 핵심적인 연구시설은 '독일 국립중이온 연구소'(GSI)의 중이온가속기다. 이 곳에서는 연간 3000여 명의 과학자들이 연구활동을 벌이고 있다. 그동안 새로운 원소 6종을 합성시키는 데 성공했고, 이온을 응용한 종양치료법을 개발해 300여 명의 환자를 치료하는 성과를 내기도 했다.
지난 3일 오전(현지시간) GSI를 방문한 취재진은 마르코 듀란테 GSI 의료담당책임자로부터 이 곳에서 중이온가속기가 암 치료 외에도 부정맥 등 혈관질환을 치료하는 '혈관청소기' 역할을 수행할 수 있다는 설명을 들을 수 있었다. 그는 "그동안 태아에 지장을 준다는 이유로 방사선은 물론 중입자 치료가 어려웠던 임산부들을 위한 치료도 중입자가속기를 통해 가능하다는 것을 확인했다"고 설명했다. GSI는 인근 하이델베르크대 병원에서 치료용 중이온가속기를 제작보급했다.
이런 성과를 토대로 GSI는 기존 시설의 다섯 배에 달하는 새로운 중이온가속기 건설사업인 'FAIR 프로젝트'를 시작했다. 독일을 중심으로 15개국이 국제 공동개발 형태로 참여하는 이 프로젝트를 통해 2016년 건설을 목표로 하고 있는 가속기(FAIR)는 1조5000억 원이 건설비용으로 투입된다.
■스위스 유럽입자물리연구소(CERN)
스위스 제네바에 있는 '썬(CERN)'은 겉으로는 평범한 유럽의 작은 전원도시처럼 보이지만 전세계 물리학도들에게는 우주와 입자에 대한 기초학문의 전당이자 '성지'와 같은 곳이다.
지난 4일 오후(현지시간) 본지 취재진이 방문한 이 곳은 스위스와 프랑스의 국경에 걸쳐 있는데, 온종일 돌아봐도 끝이 없는 주요 연구시설들 사이에 상징건물인 더 글로브(The Globe)가 위용을 자랑하고 있었다. 썬은 원래 '유럽입자물리연구소'의 약칭이지만, 세월이 흐르면서 그대로 지명으로 굳어졌다. 썬은 2차 세계대전 직후 유럽의 우수한 두뇌들이 미국으로 빠져나가는 것을 막기 위해 유럽 12개국이 핵과 입자물리학 연구를 목적으로 설립에 착수해 1954년에 준공한 공동연구소다. 특히 1994년부터 건설이 시작돼 6조 원을 투입한 끝에 2008년 완공된 세계 최대의 '강입자가속기'(LHC-Large Hadron Collider)가 스위스와 프랑스 국경에 걸쳐 지하 100m 구간에 건설돼 있다. 이 강입자가속기의 터널 길이는 자그마치 27㎞에 달한다. 썬은 강입자가속기를 통해 지난 7일(현지시간) 납이온을 광속에 가까운 속도로 충돌시켜 태양 중심부 온도보다 10만배 높은 10조도의 극초고온, 극초밀도 상태를 만들어내는 데 성공했다. 137억년 전 우주 탄생의 비밀을 알아내는 데 한발 더 다가선 것이다. 썬 주변에서는 이번 실험을 "바늘 2개를 쏴서 대서양 한가운데에서 충돌시키는 일"이라고 비유하고 있다.
썬은 본래 설립목적인 입자 물리학 연구 활동 외에 인류 최대의 발명품으로 꼽히는 인터넷의 '월드 와이드 웹(www)'을 최초로 고안해 새로운 문명을 주도하고 있다. 현재 썬에서 연구 중인 물리학자들은 우리나라를 비롯해 전 세계 80여 개국 출신 8500여 명에 달하며, 엔지니어들도 7000여 명에 이른다. 한국에서는 국내 물리학계의 거두인 부산대 유인권 교수와 서울시립대 박인규 교수가 특정 프로젝트의 수장을 맡아 연구에 임하고 있다.
이 곳에서도 가속기를 활용한 암치료연구도 활발했다. 도메디코 캄피 CERN 가속기관리책임자는 "X-선은 인체조직을 상하게 하지만 양성자와 중이온(탄소)가속기는 이러한 부작용이 전혀 없다"며 "의료용 가속기 개발재단을 만들어 암치료와 진단장비를 만드는 연구를 하고 있으며 이탈리아와 오스트리아에 가속기 장비를 보급하고 있다"고 말했다.
■세계적인 의료기 제조회사 IBA
벨기에 브뤼셀에 본부를 둔 의료기회사 IBA(Ion Beam Application)는 세계 최고수준의 암 진단 및 암 치료기기를 생산하는 기업으로, 독일 지멘스와 일본 미쓰비시 등과 이 분야에서 치열한 경쟁을 벌이는 곳이다. 지난 8일 오후(현지시간) IBA에는 양성자가속기와 의료용 동위원소 생성기 등 첨단장비들의 연구작업이 한창이었다. 장 마르크 앙드랄 IBA 치료책임자는 "암치료는 주의의 조직을 얼마나 보호할 수 있느냐가 관건"이라며 "탄소를 이용한 암치료가 가장 정확하고 효과가 높은 것으로 밝혀져 중입자가속기 개발에 박차를 가하고 있다"고 설명했다.