더 안전하고 더 선명한 X선 사진 찍는다

방사능 피폭을 줄이는 새로운 X선 촬영 기술이 개발됐다. 종전보다 방사선 노출량을 크게 줄이면서도 더 선명한 엑스선 영상을 얻을 수 있다는 점에서 의료현장에 적용될 가능성이 큰 기술로 평가된다. 

임상혁 고려대 화공생명공학과 교수팀은 차세대 태양광 전지에 사용되는  ‘페로브스카이트’를 이용해 새로운 저선량, 고해상도 엑스선 영상 시스템을 개발했다고 3일 밝혔다. 페로브스카이트는 최근 차세대 태양전지 및 발광다이오드(LED) 등 다양한 분야에 적용되고 있는 물질이다.

X선은 의료분야의 진단이나 산업 분야의 비파괴 검사,  결정구조 분석 등 다양한 분야에서 쓰인다. 그러나 방사성 물질을 이용해야 하므로 이 장치를 다루는 사람은 지속적으로 방사선에 노출돼 건강을 해칠 우려가 있다. 환자들도 연간 정해진 횟수를 초과해 X선 촬영을 하지 못하도록 하고 있다.

이 문제를 해결하기 위해 임 교수팀은 적은 양의 X선으로도 선명한 영상을 낼 방법을 고안했다. 페로브스카이트는 엑스선을 흡수해 초록색의 빛을 내기 때문에 ‘섬광체’라고도 불린다. 연구진은 페로브스카이트를 나노미터(10억분의 1m) 단위로 정밀하게 가공하고, X선에 반응해 이미지를 생성하는 시스템을 개발했다. 

이 기술을 적용한 결과 적은 선량의 방사선으로도 한결 뛰어난 화질의 X선 사진을 촬영할 수 있다는 점을 확인했다. 실험 결과 1mm폭에 10개의 선을 표현할 수준(lp/mm)로 정밀한 이미지를 만들 수 있었고, 촬영 시 노출시간도 5ns(나노초, 1ns는 10억분의 1초)로 줄어들었다. 촬영 시 방사선에 노출되는 시간이 극도로 짧아진 것이다.

임 교수는 “이 연구는 페로브스카이트를 이용해 상용화가 가능한 수준의 고성능의 차세대 엑스선 영상 시스템을 개발했다”며 “페로브스카이트 상용화의 첫 사례”라고 연구의 의의를 설명했다.

이 연구는 국제학술지 어드밴스드 머티리얼즈 8월 23일에 게재됐다.