병원 핵의학 검사의 동위원소는 어디서 오나 — 테크네튬 공급 절벽 이야기

2024년 10월 17일, 미국핵심장학회(ASNC)가 회원 병원에 경보를 띄웠습니다. 네덜란드 페텐의 연구용 원자로 HFR이 배관 변형으로 예정에 없던 수리에 들어가, 몇 주 동안 몰리브덴-99 공급이 제한된다는 내용이었습니다. 원자로는 11월 4일 재가동됐고, 그 사이 일부 핵의학 검사실은 심장 검사 일정을 미뤄야 했습니다.

뼈 스캔을 예약했는데 “약이 안 들어와 다음 주로 미뤄야 한다"는 전화를 받는 일이 세계 어딘가에서 실제로 일어납니다. 그 약이 무엇이고 왜 쌓아둘 수 없는지, 방사선 일을 하는 사람으로서 정리해 보겠습니다.

검사 10건 중 8건에 쓰이는 6시간짜리 동위원소

핵의학 검사는 방사성의약품을 몸에 넣고 거기서 나오는 감마선을 찍는 검사입니다. 주역은 테크네튬-99m(Tc-99m)으로, 세계 핵의학 진단의 약 80%, 연 3,000만 건 안팎에 쓰입니다(IAEA·OECD 원자력기구). 뼈 스캔, 심근 관류 검사, 갑상선·신장 검사가 모두 이 핵종입니다.

• 반감기 약 6시간 — 검사에 필요한 만큼만 빛나고 하루 이틀이면 몸에서 거의 사라집니다(공항 감시기에도 3~4일이면 잡히지 않습니다).
• 140keV의 감마선 — 몸 밖으로 잘 빠져나오면서 감마카메라가 찍기 좋은 에너지입니다.

이 장점이 곧 약점입니다. 반감기 6시간이면 어떤 병원도 재고를 쌓아둘 수 없습니다.

소젖 짜듯 뽑아 쓰는 제너레이터

그래서 병원은 어미 핵종인 몰리브덴-99(Mo-99, 반감기 약 66시간)를 받습니다. Mo-99를 납 차폐 용기 속 알루미나 기둥에 붙여 둔 것이 제너레이터이고, 핵의학과는 매일 아침 식염수를 흘려 딸 핵종 Tc-99m만 씻어냅니다. 업계가 이 과정을 ‘젖 짜기’, 제너레이터를 ‘소’라 부르는 이유입니다.

소 한 마리는 1~2주 쓰고 교체합니다. 즉 세계의 모든 핵의학과는 매주 새 Mo-99가 도착해야만 돌아가고, Mo-99도 사흘마다 절반씩 사라지니 비축이라는 개념이 없습니다.

Mo-99를 만드는 원자로는 세계에 대여섯 기뿐

Mo-99는 우라늄 표적을 연구용 원자로에서 핵분열시켜 뽑아냅니다. 이를 상업 규모로 하는 연구로는 대여섯 기가 전부입니다(2026년 9월 기준).

체코 LVR-15(1957년)가 보조하고, 한때 세계 공급의 약 40%를 맡던 캐나다 NRU(1957년)는 2018년 3월 영구 정지했습니다. OPAL을 빼면 모두 가동 50년을 넘긴 원자로라 예정 외 정지가 잦고, 두 기가 겹쳐 서면 곧바로 세계적 차질이 됩니다.

• 2009~2010년 — NRU가 2009년 5월 원자로 용기 중수 누설로 15개월 섰고 HFR 정지가 겹쳤습니다. 당시 두 기가 세계 공급의 약 60~70%였습니다.
• 2018년 — NRU 영구 정지에 이어 10~11월 남아공 가공시설 정지와 OPAL 정비가 겹쳐 미국핵의학회(SNMMI)가 부족 경보를 냈습니다.
• 2024년 — 도입의 HFR 사례입니다. 남아공 SAFARI-1이 증산하고 폴란드 MARIA가 가동일을 늘려 빈자리를 메웠습니다.

좋은 변화도 있습니다. 2023년 3월 벨기에 IRE의 전환 완료를 끝으로 주요 생산자 전부가 표적을 고농축우라늄(HEU)에서 저농축우라늄(LEU)으로 바꿨습니다(미국 NNSA, 2023년 3월 28일 발표). 핵무기로 전용될 수 있는 물질이 의료 공급망에서 빠진 대신 생산비는 올랐습니다.

한국은 어디쯤 — 하나로와 기장 연구로

한국은 Mo-99를 전량 수입하며, 국내 핵의학 영상 진단의 약 80%가 테크네튬에 기댑니다(한국원자력연구원). 2010년 2월 정부 수급대책 기준 국내 사용량은 주당 약 110Ci, 검사 건수는 연 약 50만 건이었습니다.

2009년 위기 때는 한국 원전 산업 지도에서 소개한 대전의 연구로 하나로가 긴급 투입돼, 하루 10Ci·환자 약 500명분(국내 하루 수요의 약 5%)을 전국 16개 병원에 공급했습니다. 다만 상시 생산 설비는 아닙니다.

그 역할을 맡을 곳이 부산 기장의 수출용 신형연구로입니다.

• 일정 — 2019년 5월 건설허가, 2022년 8월 착공, 2024년 10월 운영허가 본심사 착수, 2026년 3월 몰리브덴 생산동 건설변경허가(소방 진입문 신설). 2027년 준공, 2028년 이후 운영이 목표입니다(2026년 9월 기준 공개 자료).
• 생산 계획 — Mo-99와 치료용 I-131·I-125, 산업용 Ir-192를 국산화하고 수출까지 노립니다. 다만 원자로 한 기가 서면 다시 수입에 기대야 하므로 수입선 다변화는 계속 필요합니다.

원자로 없이 만드는 길

• 사이클로트론 직접 생산 — 캐나다 컨소시엄(UBC·BC 암센터·TRIUMF)이 병원용 사이클로트론으로 Mo-100 표적에 양성자를 쏴 Tc-99m을 바로 만드는 방식으로 2020년 11월 세계 첫 규제 승인을 받았습니다.
• Mo-99 가속기 생산 — 미국 SHINE은 위스콘신에 가속기 중성자원으로 우라늄을 핵분열시키는 시설을 짓고 있으며, 2027년 생산 개시가 목표이지만 일정은 여러 차례 미뤄져 왔습니다(2026년 9월 기준).
• 새 원자로 — 네덜란드 PALLAS(HFR 후속, 2032년 상업운전 목표)가 2025년 본공사에 들어갔습니다.

같은 문제는 알파선 치료제에서 더 심합니다. 악티늄-225(반감기 10일)는 미국 에너지부가 토륨-229 재고에서 몇 주에 한 번씩 조금씩 뽑거나 가속기로 만드는데, 에너지부 스스로 “높은 수요에 비해 공급이 제한된” 핵종으로 꼽습니다. 알파 방출체는 알파선 글에서 다뤘듯 몸 밖에서는 무시할 수 있는 수준이지만, 붕괴 사슬에서 감마선이 함께 나오고 약제가 새면 오염 경로가 되므로 취급이 훨씬 엄격합니다.

검사가 미뤄지면 환자는

병원은 급하지 않은 검사를 1~2주 미루고, 심장 검사는 심장 PET로 바꾸거나 스트레스 단독 촬영으로 투여량을 줄이고, 종양 평가는 F-18 PET로 대체합니다(미국핵심장학회 2024년 11월 지침). F-18은 병원 근처 사이클로트론에서 만들기 때문에 연구로 공급망과 무관합니다.

피폭량 자체는 크지 않습니다. Tc-99m 뼈 스캔의 유효선량은 약 4mSv 안팎(ICRP 128 계수 기준)으로 복부 CT(8~10mSv)보다 낮고, 명절 검진 글의 PET-CT(10~25mSv)보다 훨씬 낮습니다. 단위가 낯설면 시버트·베크렐 글을 참고하세요.

핵심 정리

• Tc-99m은 반감기 6시간이라 비축이 불가능하고, 어미 핵종 Mo-99(66시간)를 매주 새로 받아 제너레이터에서 ‘젖 짜듯’ 뽑아 쓴다.
• 세계 Mo-99는 1960~70년대 연구로 대여섯 기가 만들며, 두 기만 겹쳐 서도 2009·2018·2024년처럼 검사 지연이 생긴다.
• 한국은 전량 수입이며, 기장 수출용 신형연구로가 2027년 준공·2028년 운영을 목표로 건설 중이다(2026년 9월 기준).

건강 안내 — 이 글은 방사선 방호 관점의 일반 정보이며 진단·치료를 대신하지 않습니다. 건강에 관한 결정은 담당 의료진과 상담하세요.

참고 자료: OECD 원자력기구(NEA) 의료용 동위원소 공급 보고서(2019·2023), 세계원자력협회 Radioisotopes in Medicine, 미국 국립과학원 Molybdenum-99 for Medical Imaging(2016), 미국핵심장학회(ASNC) Mo-99 공급 경보(2024.10~11), AuntMinnie SNMMI 부족 경보 보도(2018.10), 미국 NNSA 보도자료(2023.3), 한국원자력연구원 보도자료(2009.11·2018.7·2022.8), 교육과학기술부 Tc-99m 수급대책(사이언스타임즈, 2010.2), 원자력안전정보공개센터 기장 연구로 현황, 인사이트N파워(2026.3)·국제신문(2024.10) 기장 연구로 보도, UBC 사이클로트론 Tc-99m 승인 보도자료(2020.12), NRG PALLAS 건설 현황(2026.3), 세계원자력뉴스 MARIA 운영허가(2025.8), 미국 에너지부 동위원소 프로그램 Ac-225 안내, StatPearls Bone Scan