X선, 방사능 피폭량 줄이고 해상도 올렸다
X선, 방사능 피폭량 줄이고 해상도 올렸다
  • 김진솔
  • 승인 2018.09.03 21:00
  • 조회수 2776
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X선 검사는 의료용 진단부터 산업용 비파괴 검사, 공항 안전검사, 그리고 결정학 분석에 이르기까지 많은 분야에 적용되고 있습니다. 그런데 방사능의 일종인 X선은 환자에게 노출가능한 피폭량에 제한이 있어 X선 영상 진단 횟수 또한 제한적입니다. 따라서 정밀 진단 및 경과 파악에 한계가 있었습니다. 

 

그런데 고려대학교 임상혁 교수 연구팀이 환자들의 방사능 피폭량이 최소화된 고해상도 엑스선 영상을 찍을 수 있는 기술을 개발했다고 합니다. 태양전지 소자로도 쓰이는 페로브스카이트 결정을 이용했다고 하는데요. 페로브스카이트가 엑스선을 흡수하여 빛을 내는 성질을 이용해 피폭량을 줄였고, 고해상도 이미지를 얻을 수 있는 방법을 개발했습니다. 페로브스카이트는 화학식이 AMX3인 결정을 뜻하며, A와 M은 양이온, X는 음이온입니다.

 

페로브스카이트의 구조. 출처: Wikimedia commons
페로브스카이트의 구조. 출처: Wikimedia commons

연구팀은 엑스선을 흡수하여 초록색의 빛을 내는 페로브스카이트 섬광체를 합성해, 방사선 피폭량을 최소화할 수 있는 고성능 엑스선 영상 시스템을 구현했습니다.

 

페로브스카이트 나노섬광체는 엑스선을 흡수한 후 발광 효율이 높고 공간 분해능이 우수해 고해상도 영상을 얻을 수 있습니다. 또한 순간 발광시간이 매우 짧아 엑스선 영상을 얻기 위한 방사선 노출을 획기적으로 줄일 수 있다고 합니다. 이렇게 개발된 엑스선 이미징 시스템은 상용화된 엑스선 영상시스템의 성능을 훨씬 뛰어넘는다고 합니다. 

 

기존보다 더 뛰어난 성능을 보인 페로브스카이트 X선 영상. 출처: 한국연구재단
기존보다 더 뛰어난 성능을 보인 페로브스카이트 X선 영상. 출처: 한국연구재단

임상혁 교수는 "이 연구는 페로브스카이트 나노 섬광체를 이용해 상용화가 가능한 고성능의 차세대 엑스선 영상 시스템을 개발한 것"이라며, "페로브스카이트 상용화의 첫 예시가 될 것"이라고 연구 의의를 설명했습니다. 이 연구는 국제학술지 <어드밴스드 머티리얼즈(Advanced Materials)>에 8월 23일 게재됐습니다. 

 

##참고자료##

 

Heo, Jin Hyuck, et al. "High‐Performance Next‐Generation Perovskite Nanocrystal Scintillator for Nondestructive X‐Ray Imaging." Advanced Materials (2018): 1801743.



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