A Study on the Neutron Dose Distribution in Case of 10 MV X-rays Radiotherapy

10MV X선 방사선 치료 시 중성자 선량 분포에 관한 연구

This study is to measure the radiation dose of neutrons generated by the particle accelerator during X-ray (photon) treatment with a neutron detection method by using CR-39, and to research how the generation of neutrons may incur problems associated with radiation doses for patient treatment when using high energy photons for cancer treatment as a clinical application. The findings are summarized as follows : The results showed that average 0.35mSv was measured with exposure of 1Gy photon in case of fast neutron, 0.65mSv with exposure of 2Gy photon, 1.82mSv exposure of 5Gy, 0.26mSv with exposure of 1Gy photon in case of thermal neutron, 0.56mSv with exposure of 2Gy photon, and 1.23mSv with exposure of 5Gy of photon. By measuring the occurrence of neutron by using Wedge Filter, it has been confirmed that the occurrence of neutrons increased when using Wedge Filter. The results also showed that more neutrons were detected over the existing experiments when using an SRS Cone requiring high doses of radiation. Total 2.85mSv neutrons were found on the average with exposure of 5Gy photon in case of fast neutron and 1.37mSv neutrons were found on the average with exposure of 5Gy photon in case of thermal neutron. During the general treatment, about 1.6 times more neutrons over 5Gy photon were found in case of fast neutron and about 1.12 time more neutrons over 5Gy photon were found in case of thermal neutron.

현재 방사선치료는 선형가속기에 의하여 대다수 이루어지고 있으며 사용되는 방사선인 광자도 의학의 발전에 의해 고에너지화 고선량화 되고 있다. 본 연구에서는 방사선치료 조사면에서 중성자 측정이 가능한 CR-39를 이용한 중성자 검출법을 이용하였다. 선형가속기에서 발생되는 X선(광자)치료 시 발생 되는 중성자의 선량을 CR-39를 이용한 중성자 검출법을 이용하여 측정하고, 임상적 응용으로 고에너지 광자를 이용하여 암 치료에 사용할 때 중성자의 발생이 환자치료 선량과 연관되는 어떤 문제를 발생시키는지를 연구한 결과는 다음과 같다. 속중성자의 경우 광자 1Gy 조사 시 평균 0.35mSv, 2Gy 조사 시 평균 0.65mSv, 5Gy 조사 시 평균 1.82mSv, 열중성자의 경우 광자 1Gy 조사 시 평균 0.26mSv, 2Gy 조사 시 평균 0.56mSv, 5Gy 조사 시평균 1.23mSv의 중성자 발생하였다. Wedge Filter를 사용하여 중성자의 발생을 측정한 결과 Wedge Filter를 사용했을 때 중성자의 발생이 증가하였다. 고선량을 요구하는 SRS Cone을 사용했을 때에는 기존의 실험결과 보다 많은 중성자가 검출되었다. 속중성자의 경우 광자 5Gy 조사 시 평균 2.85mSv, 열중성자의 경우 광자 5Gy 조사 시 평균 1.37mSv의 중성자가 발생하였다. 일반 치료 시 광자 5Gy 조사했을 때 보다 속중성자의 경우 약 1.6배, 열중성자의 경우 약 1.12배 정도의 중성자가 더 발생하는 것으로 나타났다.