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헤베시, 방사성추적자, 방사성동위원소 | H_BOM
작성자 : 화순의 봄| 작성일 : 2016.03.27 16:28:13

조르주 드 헤베시(1885-1966)는 헝가리(당시는 오스트리아 헝가리 제국)의 유태인 가정에서 태어나서 1908년에 독일의 프라이부르크 대학에서 학위과정을 마쳤다. 1911년 1월 헤베시는 방사성원소에 대한 기술을 배우기 위해 맨체스터 대학 물리학 연구소의 어니스트 러더포드 교수를 찾아갔다. 가는 길에 도버해협을 건너면서 심한 배멀미를 겪어 2주 동안이나 누워있을 정도로 고생을 하기도 했다. 그는 어느 정도 지식과 기술을 습득한 후 고향 헝가리로 돌아올 계획이었다.

당시 실험물리학의 최고봉에 있던 러더포드는 헤베시의 재능을 한눈에 알아보았다. 러더포드는 라듐-D를 실험에 사용하고 싶어했는데, 이를 위해서는 피치블랜드 광석에 있는 납으로부터 라듐-D를 분리하는 것이 급선무였다. 어느 날 러더포드는 헤베시를 실험실로 데려가 이렇게 말했다. ‘뭔가 가치 있는 일을 해보려는 젊은이라면 이 성가신 납덩어리에서 라듐-D를 분리해보게나.’ 다음은 헤베시의 말이다. ‘젊고 도전정신으로 충만한 야심찬 젊은이로서 나는 이 일을 충분히 성공적으로 수행하리라 믿었다. 하지만 이런 낙천적인 생각은 오래가지 못했다.’ 헤베시는 납과 라듐-D를 분리하려고 2년 동안 낑낑대다가 점차 좌절해가는 동안 그의 건강 역시 악화되어 자포자기의 심정이 되고 말았다. 하지만 이 절대절명의 순간 그의 머리 속에 한줄기 영감이 스쳐갔다. 납에서 라듐-D를 분리하는 것이 불가능하다면 납의 이동경로를 추적하는데 라듐-D를 이용할 수 있는 것이 아닐까? 방사성추적자 이론은 이렇게 태어났다. 완전한 패배의 문턱에서 오히려 승리를 낚아챈 것이다.

타향에서 지내고 있는 헤베시는 하숙집 음식이 영 마음에 들지 않았다. 더구나 하숙집 여주인이 먹다 남은 음식을 다시 사용하고 있다는 느낌이 들었다. 하숙집 여주인은 딱 잡아뗏지만 월요일에 나온 햄버거를 목요일의 쇠고기 칠리에 다시 사용하고 있는 것 같았다. 헤베시는 자신이 이를 증명하리라고 마음 먹었다. 헤베시는 월요일에 나온 햄버거에 소량의 라듐-D를 섞은 후 하숙집 여주인에게 돌려보냈다. 목요일에 나온 칠리를 방사선 탐지도구인 금박검전기로 검사하자 금박이 기울어지는 것을 발견했다. 하숙집 여주인이 남은 햄버거를 재탕했다는 사실을 증명한 것이다. 방사성추적자 기술을 역사적으로 처음 사용한 순간이었다.

1923년 헤베시는 라듐-D가 섞여있는 납을 극소량 녹인 용액이 식물의 뿌리를 통해 흡수되어 줄기와 잎으로 이동하는 과정을 추적하는 실험을 통해 방사성추적자 실험의 실례를 보여주었다. 이듬해에는 토끼에서 방사성 비스무스의 혈중 이동경로를 추적하는 실험을 하였다. 당시 비스무스는 매독 치료제로 사용되고 있었다. 1927년부터 1934년까지 헤베시는 학위를 받았던 프라이부르크 대학에 근무하면서 방사성추적자를 이용한 생물학 실험을 계속하였다. 금붕어에서는 체내 수분이 수 시간 내에 완전히 교환된다는 사실을 발견하기도 하고, 인체에서 물을 마시면 26분 안에 소변으로 나온다는 사실도 발견하였다. 유태인을 억압하는 독일을 떠나 덴마크 코펜하겐에 정착한 그는 1935년 네이처 잡지에 발표한 논문에서는 P-22를 이용한 쥐실험을 통해 볼 때 인이 뼈에 지속적으로 들어갔다가 나오는 과정을 반복하고 있다는 사실을 밝힘으로써 뼈 생성이 매우 역동적인 과정이라고 밝히기도 하였다.

이후 방사성동위원소를 이용한 추적자 이론과 기술의 확립에 매진한 헤베시는 마침내 1943년 ‘생명작용의 화학적 특성에 대한 이해를 높인 공로’로 노벨화학상을 받았다. 같은 해 독일이 덴마크를 침공하자 덴마크를 탈출해 스웨덴 스톡홀름대학에 교수로 정착했다.



방사성동위원소란?

납(Pb-208)과 radium-D (Pb-210)은 모두 화학적 성질이 같은 납이기 때문에 화학적으로 분리할 수 없다. 원소의 화학적 성질은 양성자 숫자에 따라 결정되는데, 납과 라듐-D의 양성자 숫자는 82개로 같다. 다른 점이라면 중성자 숫자가 납은 126개이고, radium-D는 128개라는 점뿐이다. 따라서 두 물질은 미세한 무게 차이 외에 화학적으로는 완전히 같은 성질을 가지고 있다. 이와 같은 경우는 요오드에서도 찾아볼 수 있다. 요오드는 양성자 숫자가 53개인 원소를 이야기하며, 중성자 숫자는 70개에서 79개까지 가지고 있는 요오드가 있다.

이처럼 양성자 숫자가 같고 중성자 숫자가 다른 원소를 동위원소라고 하며 동위원소는 화학적으로 같은 성질을 가지고 있다. 동위원소 중에서 방사선을 내는 것을 방사성동위원소라고 하며 방사성추적자로 이용된다. 방사성요오드를 이용하면 체내의 요오드 경로를 추적함으로써 갑상선질환의 진단이 가능하다. 방사성요오드 중에는 강한 방사선을 내는 I-131이라는 동위원소가 있는데, 이를 이용하면 갑상선암 전이병소를 가장 효과적으로 치료할 수 있다.










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