1970년대 후반부터 국내에서 치료 및 연구 목적의 입자 가속기가 도입되어, 1986년부터 \( 50 \mathrm{MeV} \) 급 사이클로트론 MC-50이 한국원자력의학원에서 가동되기 시작하여 생명공학 분야에 활용되기 시작하였다. 이온빔은 반도체 제조 공정의 불순물 도핑(doping) 공정에 쓰이는 \( 100 \mathrm{KeV} \) 급 이온 주입기로 100 대 이상 보급되어 있으며, 최근 5년간 평균으로 보면 생명공학 분야의 활용은 \(10\%\) 수준에 머물러 있다.
<h1>국내의 이온빔 장치 및 생명공학 분야의 활용 현황</h1> <p>국내에서는 1970 년대 후반부터 치료 및 연구 목적의 입자 가속기가 도입되기 시작하였으며, 반도체 제조 공정의 불순물 도핑(doping) 공정에 쓰이는 \( 100 \mathrm{KeV} \) 급 이온 주입기는 생산 라인에 이미 100 대 이상 보급되어 있다. 그러나 생명공학 분야, 특히 균주 개량 및 육종 분야에 이온빔이 활용되기 시작한 것은 스웨덴 Scanditronix사에서 도입되어 1986년부터 한국원자력의학원에서 가동되기 시작한 \( 50 \mathrm{MeV} \) 급사이클로트론인 MC-50이 효시라 할 수 있다. MC-50은 양성자 및 중양자, 헬륨을 가속하여 \( \mathrm{Be} \) 표적에 조사할 때 발생하는 고속 중성자를 이용한 치료를 목적으로 도입되었으며, 동위원소 생산 목적으로 운용되어 오다가 현재는 국가 가속기 인프라로서 널리 활용되고 있다. 최근 5 년간 평균 가동률은 \( 95.2 \% \) 에 달하며, 2009년 한 해에만 31개 기관 51개 연구과제를 통해 327 건의 이용 건수를 기록하였다. MC-50 이외에도 한국원자력연구원의 양성자기반공학기술개발사업단과 정읍방사선과학연구소, 한국지질자원연구소 등에 다수의 입자 가속기 및 이온 주입기가 설치되어 있다.</p> <p>국내의 방사선 돌연변이 육종 연구는 주로 감마선을 이용한 식량 작물과 화훼, 원예 및 산업소재용 식물 개량에 집중되어 있다. 최근의 대표적인 연구 성과로는 한국원자력연구원 정읍방사선과학연구소에서 감마선을 조사하여 아미노산의 총 함량을 \( 76 \% \) 높인 신품종 벼 골드아미 1호(GoldAmi-1)를 개발한 것을 예로 들 수 있다. 한국원자력연구원은 1990년대 이후 고품질 - 고기능성 특수미 개발에 주력하여 10 개 품종의 품종보호권을 획득하고 국가품종목록에 등재한 바 있다. 이온빔을 이용한 국내의 생명자원 개량 연구는 MC-50 사이클로트론의 활용이 본격화되고 2002년 출범한 양성자사업단의 가속기 개발 및 빔 이용 연구 과제가 시작되면서 본 궤도에 오르기 시작하였다. 양성자 사업단에서는 세부과제의 형태로서 ‘양성자 이온빔을 이용한 환경친화적 유용 유전자원 개발', '양성자빔을 이용한 고부가가치 화훼류 및 채소류 신품종 개발과 변이체 해석', '저에너지 양성자 세라피 시스템 개발', '고에너지 대전류 양성자 빔을 이용한 방사성 동위원소 개발' 및 ‘양성자빔을 이용한 돌연변이 연구 허브 구축' 과제를 지원해 왔으며, 2002년부터 2010년까지는 대용량 선형 가속기의 활용, 미래 이용자 육성 및 우수 연구분야 발굴을 위한 '양성자가속기 이용자 프로그램 개발 및 운영' 과제를 통해 이용자 프로그램을 운영하면서 약 50 여개의 소과제를 선정하여 지원하였다. 여기에는 나노공학, 생명공학, 정보통신, 우주항공, 핵물리, 의(공)학, 기초과학 등 다양한 분야가 망라되어 있는데, 생명공학 분야로는 조경수 및 유채의 돌연변이 육종, 암 세포 사멸의 분자생물학적 기작 연구, 혈관성질환 치료에 대한 효용성 연구, 금속 나노수용체의 표재성 종양모델에서 PIXE효과 연구, 질환모델 동물 개발, 바이오매스 전처리와 당화효소 생산 균주 개발 과제 등이 포함되어 있다.</p>