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과학

브래그 피크 | 양성자, 중성자, 전자, 전용 입자선 가속기, 암 세포, 방사선 치료, 환부 절개 불필요

by jctech admin 2023. 4. 26.
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새로운 유형의 암치료 방법인 중입자 암치료 방식이 국내에 소개되면서 많은 환자 및 가족분들의 관심을 받고 있습니다. 중입자를 매우 빠른 속도로 발생시켜서 발생하는 에너지 빔을 사람의 몸에 조사하여서 부작용이 적게 암을 치료할 수 있는 방식인데 이를 가능케 하는 것이 브래그 피크라는 물리적 특성이라고 합니다. 브래그 피크에 대해서 알아보겠습니다.


브래그 피크(Bragg peak)

브래그 피크란 에너지가 최대로 전달되는 고선량 영역이며 이 영역을 통과한 에너지는 급속히 소멸되는 특성을 가지고 있습니다.

브래그 피크 : Path length, stopping power
브래그 피크 : Path length, stopping power

양성자 등의 입자 빔에서 볼 수 있는 특성입니다. 

브래그 피크와 암 세포

전용 입자선 가속기 등을 이용하여 양성자 등의 입자를 빛의 속도에 가깝게 가속시켰을 때(60~80%) 발생하는 에너지 빔을 사람의 신체에 조사합니다. 에너지 빔은 정상 조직을 투과하고 암 조직에 도달하는 순간 막대한 양의 방사선을 쏟아 부어 암 세포를 죽입니다.

그 이후로는 방사선 양이 급격히 사라집니다.암세포만 명중시켜서 암세포 DNA 조직을 파괴합니다.

양성자 : H+

양성자(1)는 수소 원자핵의 소립자입니다.

양성자를 H+로 표기하는 이유
양성자를 H+로 표기하는 이유

양성자를 수소이온인 H+로 표기하는 이유

수소는 1개의 양성자(proton)와 1개의 전자(electron)로 구성됩니다.

수소 이온인 H+의 경우, 전자가 없고 1개의 양성자만 존재합니다.

이런 이유로 흔히 양성자를 수소이온인 H+표기합니다.

중입자

중입자는 탄소(12), 네온(20), 규소(28), 아르곤(36) 등 무거운 원소를 말합니다.

원자번호 6인 탄소는 양성자 수 6개를 가지고 있으며 중성자 수 6개를 가질 경우 질량수가 12가 됩니다.

 

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탄소 동위원소의 경우 양성자(proton)의 갯수는 6개로 동일하지만 중성자(neutron)의 갯수는 다른 탄소를 의미하며 질량수 또한 달라집니다.

양성자(proton), 중성자(neutron), 전자(electron)
양성자(proton), 중성자(neutron), 전자(electron)


브래그 피크의 활용

빠르게 가속할 경우 정상조직은 보호하고 암세포는 죽일 수 있는 브래그 피크 특성을 가진 양성자를 이용하여 방사선 치료의 한 방식으로 암 치료 목적으로 활용되고 있습니다.

방사선 치료 : 전자를 가속시켜서 사람 몸의 암세포에 조사하는 방식
양성자 치료 : 양성자를 가속시켜서 사람 몸의 암세포에 조사하는 방식
중입자 치료 : 중입자를 가속시켜서 사람 몸의 암세포에 조사하는 방식
 

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환부를 절개하지 않는 방식으로 암을 치료할 수 있습니다.

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중성자의 경우 브래그 피크 특성이 없다고 합니다.

 

국가암정보센터

국가암정보센터

www.cancer.go.kr

브래그 피크 특성이 없으면 정상조직을 부분적으로 파괴할 수 있습니다. 

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