• 제목/요약/키워드: 고선량률

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유리선량계를 이용한 고에너지 전자선 측정 이용 가능성에 관한 연구 (Feasibility Study of the Radiophotoluminescent Glass Dosimeter for High-energy Electron Beams)

  • 손기홍;정해조;신상훈;이현호;이성현;김미숙;지영훈;김금배
    • 한국의학물리학회지:의학물리
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    • 제22권1호
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    • pp.52-58
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    • 2011
  • 본 연구에서는 유리선량계를 이용하여 전자선 치료빔의 선량평가 이용 가능성을 판단하고자 하였다. GD-302M 유리선량계에 선형가속기를 이용한 전자선과 $^{60}Co$ 방사선조사기로부터 감마선을 조사하였다. 유리선량계의 전자선에서의 선량 선형성, 재현성, 방향성, 선량률의존성, 에너지의존성의 총 5개 항목에 대해서 평가를 하였다. 측정은 물팬톰 $40{\times}40{\times}40cm^3$을 이용하여 유리선량계의 흡수선량을 측정하였다. 명목상 전자선에너지 6, 9, 12, 16, 20 MeV에서의 선량 1 Gy부터 15 Gy까지 유리선량계의 반응도를 평가해 본 결과 5개 전자선 에너지에서 같은 $R^2$=0.999의 선형계수를 확인할 수 있었다. 또한 5개의 에너지에서 총 100개의 유리선량계를 판독한 결과, 재현성은 5개 전자선에너지 평균 ${\pm}1.2%$ (1SD) 이내에서 잘 일치함을 확인할 수 있었다. 유리선량계의 방향성은 유리선량계의 수직방향인 $90^{\circ}$를 기준으로 하였을때 $0^{\circ}$에서 $90^{\circ}$사이에서 빔방향에 따라 1.5% 이내의 차이를 나타내었다. 선량률의존성은 500 MU/min을 기준으로 200 MU/min에서 1,000 MU/min 사이에서 ${\pm}1.5%$의 차이를 나타내었다. 유리선량계의 에너지 의존성은 원통형 전리함으로 측정한 선량과 비교했을때 5개의 명목상 전자선에너지(6 MeV에서 20 MeV) 각각에 대해 $^{60}Co$ 감마선의 반응도로 일반화시킨 결과 1.1%에서 3.5% 사이에서 낮은값을 나타내었다. 본 연구결과를 통하여 측정환경에 따라 결과값을 적절히 환산인자로 활용한다면 유리선량계를 이용한 전자선치료빔 선량평가가 가능하리라 사료된다.

미소선원 적분법과 몬테칼로 방법을 이용한 AAPM TG-43 선량계산 인자 평가: microSelectron HDR Ir-192 선원에 대한 적용 (Evaluation of Factors Used in AAPM TG-43 Formalism Using Segmented Sources Integration Method and Monte Carlo Simulation: Implementation of microSelectron HDR Ir-192 Source)

  • 안우상;장원우;박성호;정상훈;조운갑;김영석;안승도
    • 한국의학물리학회지:의학물리
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    • 제22권4호
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    • pp.190-197
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    • 2011
  • 고선량률 근접치료에 사용되는 상업용 선원과 치료계획 시스템들은 AAPM TG 43에서 권고하는 점 및 선 선원에 의해 선량분포를 계산한다. 하지만, 근접치료용 선원에 대한 인체 내의 정확한 선량계산을 위해서 3차원 부피의 선원을 고려하는 MC 기반의 선량계산 방법이 필요하다. 본 연구에서는 microSelectron HDR Ir-192 선원을 작은 부분으로 분할하여 계산하는 미소선원 적분법을 이용하여 기하학적 인수를 계산하였다. 또한, 범용 방사선 수송코드인 MCNPX를 사용하여 30 cm 직경의 구형 물 팬텀 내에서 선원의 선량률을 계산하여 비등방성함수와 반경선량함수를 구하였다. 그 결과를 MC 기반 광자 수송코드인 MCPT를 사용하여 계산한 Williamson의 결과와 비교 및 분석하였다. 미소선원 적분법과 선 선원 근사법에 따른 기하학적 인수는 $r{\geq}0.5cm$에서는 0.2% 이내에서 일치하였고 r=0.1 cm일 때 1.33%의 차이를 보였다. 본 연구에서 계산된 비등방성함수와 반경선량함수가 Williamson의 계산된 결과의 차이는 비등방성함수의 경우 r=0.25 cm에 서 2.33%의 가장 큰 R-RMSE를 보였고 $r{\geq}0.5cm$에서는 1% 미만의 R-RMSE를 보였다. 반경선량함수의 경우는 r=0.1~14.0 cm에서 0.46%의 R-RMSE를 보였다. 미소선원 적분법과 선 선원 근사법으로 계산한 기하학적 인수는 $r{\geq}0.1cm$에서 잘 일치하지만 3차원의 Ir-192 선원을 적용하여 계산한 미소선원 적분법이 실제 기하학적 인수를 잘 반영할 것으로 생각된다. r=0.25 cm에서 비등방성함수를 제외하고는 MCPT와 MCNPX의 몬테칼로 코드를 이용하여 얻어진 비등방성함수와 반경선량함수는 각각의 몬테칼로 코드에 대한 불확실성 이내에서 잘 일치함을 확인하였다. 따라서 MCNPX 전산모사 결과를 통해 TG-43의 선량 계산식에 사용된 인자를 Williamson 등의 결과와 비교 및 검증함으로써, 추후 다른 종류의 선원에 대해서도 Monte Carlo 기반의 연구가 가능할 것으로 기대된다.

실리콘 에피-웨이퍼 기반의 펄스감마선 검출센서 최적화 연구 (A Parametric Study of Pulsed Gamma-ray Detectors Based on Si Epi-Wafer)

  • 이남호;황영관;정상훈;김종열;조영
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제18권7호
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    • pp.1777-1783
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    • 2014
  • 본 연구에서는 전자장비 내방사화 기술의 새로운 효율적 접근방법인 전원제어형 방호장치에서 핵심 기능을 수행하는 고속 반도체 센서를 개발하고 그 특성을 분석하였다. 먼저, 펄스방사선에 의한 다이오드 내부에서의 생성 전하를 계산한 후 TCAD로 모델링하여 $42{\mu}m$ 진성층의 실리콘 에피텍시 웨이퍼 기반의 고속 신호탐지용 PIN 다이오드 센서를 다양한 구조로 설계하였다. PAL의 Test LINAC의 전자빔 변환 감마방사선 4.88E8 rad(Si)/sec에 대한 실측시험에서 소자의 면적에 비례하는 광감도와 응답속도 증가 결과를 얻었으며 포화특성과 소자의 균일성을 기준으로 2mm직경의 센서를 최적으로 판단되었다. 선정 센서를 대상으로 한 펄스감마선 고출력 범위(2.47E8 rad(Si)/sec~6.21E8 rad(Si)/sec)로 선량률 가변시험에서는 개발한 소자가 시험장치의 고 선량률 영역에서 전원제어 신호처리에 충분한 60mA 이상의 광전류 피크값과 함께 350 ns 이하의 고속 응답특성을 가지는 선형적 센서임을 확인하였다.

고선량 감마선 조사가 즉석 취식용 양념 돼지 갈비 구이의 저장성 및 지질 산화에 미치는 영향 (Effects of High Dose Gamma Irradiation on Shelf Stability and Lipid Oxidation of Marinated and Precooked Pork Rib Steak)

  • 이주운;박재남;김재훈;박진규;김천제;김관수;변명우
    • 한국축산식품학회지
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    • 제26권4호
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    • pp.471-477
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    • 2006
  • 본 연구는 사막이나 우주 등 극한 환경에서도 취식이 가능한 즉석 양념 돼지 갈비 구이의 저장 안정성 확보를 위한 고선량 조사 적용을 평가하기 위해 실시하였다. 이를 위해 즉석 양념 돼지 갈비 구이를 제조하여 진공 포장한 후 10, 20, 30, 40 및 50 kGy로 조사하고 $35^{\circ}C$에서 가속 저장하면서 미생물 생육과 지질 산패도를 평가하였다. 가열처리에 의해 약 3 Log CFU/g의 미생물 감소 효과를 얻을 수 있었으나, 완전 사멸시키지는 못했다. 감마선 조사에 의해 저장 초기 미생물 생육은 관찰되지 않았으나, 저장 기간이 경과함에 따라 10, 20, 30 kGy조사구에서 저장4일, 7일, 14일에 미생물 생육이 관찰되었다. 오염 미생물의 최대성장률 예측 결과에서 비조사구, 10, 20, 30 kGy 감마선 조사구의 최대 성장률이 1.13, 0.60, 0.52, 0.18 Log CFU/g/day로 나타나, 감마선 조사에 의한 초기 미생물 감소가 저장성 증진에 크게 효과적인 것으로 판단되었다. 그러나 가속 저장 중 malondialdehyde 함량은 저장 기간이 경과함에 따라 모든 처리구에서 증가하였고, 특히 감마선 조사에 의해 심한 지질 산화가 발생되는 것으로 나타났다. 따라서, 고선량 조사 적용시 품질 변화 없이도 육가공품의 완전멸균을 위해서는 다양한 식품 가공 방법과의 병용 처리 연구가 수행되어야 할 것이다.

연부조직종양에서 고선량율 조직내 방사선치료: 기술적 측면에서의 고찰 (High Dose Rate Interstitial Brachytherapy in Soft Tissue Sarcomas : Technical Aspect)

  • 전미선;강승희;김병석;오영택
    • Radiation Oncology Journal
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    • 제17권1호
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    • pp.43-51
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    • 1999
  • 목적 : 연부조직종양을 제거한 직후 조직내 방사선치료용 도관을 삽입하여 근접방사선치료를 시행했던 증례들을 토대로 고선량율 조직내 방사선치료의 시술방법, 치료시기, 선량, 및 부작용 등에 대해 논의 하고자 한다. 재료 및 방법 : 1995년 5월에서 1997년 12월까지 10명의 원발성 혹은 재발성의 연부조직종양 환자가 종양의 제한적 절제술 후에 조직내 방사선치료 및 외부방사선치료를 시행받았다. 종양을 제거한 직후 도관을 종양이 있었던 자리에 1~l.5cm 간격으로 삽입하였고 종양 가까이에 신경혈관속 혹은 뼈가 있었던 경우에는 젤폼, 근육, 혹은 tissue expander로 덮어 이들 중요 구조물들과 도관이 적어도 0.5cm 간격을 유지하도록 하였다. 조직내 방사선치료는 이리디움-192가 장착된 고선량율 근접방사선치료기를 사용하여 수술 후 6일째부터 시작하였고 동위원소의 중심축으로부터 1cm 거리에 총 12~15Gy(2~2.SGy/fraction)를 일일 2회씩 3일간 시행하였다. 수술 후 한 달 이내에 외부방사선치료를 시행하였으며 총 50~55Gy를 조사하였다. 결과 : 모든 환자가 감염이나 출혈과 같은 근접방사선치료와 직접 관련된 부작용 없이 계획되어진 조직내 방사선치료를 마쳤다. 중앙 추적관찰기간 25개월째(범위 12~41개월)까지 국소재발은 관찰되지 않았고 RTOG/EORTC 등급 3 혹은 4의 만성 부작용도 없었다. 결론 : 주위정상조직에 조사되는 방사선량을 최소화하면서 수술 후 단기간 내에 시행할 수 있는 고선량율 조직내 방사선치료는 연부조직종양의 제한적 수술 후의 치료방법으로써 안전하고 손쉽게 이용할 수 있으며 또한 치료효과 및 부작용 측면에서도 우수한 치료방법이다.

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교정용 단일에너지 형광 X-선장의 제작 (Establishment of the Monoenergetic Fluorescent X-ray Radiation Fields)

  • 김장렬;김봉환;장시영;이재기
    • Journal of Radiation Protection and Research
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    • 제23권1호
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    • pp.33-47
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    • 1998
  • 한국원자력연구소 교정시설에 설치되어 있는 MG325 X-선 발생장치와 ISO-4037에서 제시하고 있는 라디에이티 및 필터 8종을 조합하여 8.6 keV 부터 75 keV 까지의 단일에너지 형광 X-선을 제작하였다. 1차 X-선에 의하여 라디에이터에서 발생된 형광 X-선중 $K_{\beta}$를 필터를 사용하여 제거한 후 단지 $K_{\alpha}$만의 형광 X-선 스펙트럼을 고순도 평판형 반도체검출기와 휴대용 다중파고분석기로 분석하였으며 35 cc 전리함을 이용하여 이때의 선량률 (air kerma rates)를 측정하여 계산결과와 비교하였다. 또한 방사선장의 균일도분포를 전리함과 사진현상을 통하여 결정하였으며 산란 X-선의 영향도 측정하여 실제 적용가능성을 검토하였다. 실험결과 순도가 90 % 이상되는 8.6 keV부터 75 keV까지의 단일에너지 형광 X-선을 얻었으며 라디에이터 중심으로부터 43 cm 위치에서의 선량률은 1.91 mGy/h (라디에이터 : Au, 필터 : W)로부터 54.2mGy(라디에이터 : Mo, 필터 : Zr) 까지였다. 선량률 측정지점에서 방사선장의 유효면적은 12 cm ${\times}$ 12 cm로 계측기의 교정이나 개인선량계의 조사에 전혀 문제가 없음을 확인하였고 산란방사선의 영향도 3% 이하였다.

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IBA 사이클로트론 표적집합체에서의 잔류 방사화 분석 및 선량률 평가 (Evaluation of Residual Radioactivity and Dose Rate of a Target Assembly in an IBA Cyclotron)

  • 황선용;김영주;이승욱
    • 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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    • 제39권4호
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    • pp.643-649
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    • 2016
  • 사이클로트론을 이용하여 $^{18}F^-$동위원소를 생산하는 경우 가속된 양성자 빔은 사이클로트론의 금속부품들과 반응하여 방사화를 일으킨다. 그 중에서도 빔과 주요하게 반응하는 표적집합체를 구성하는 표적실, 표적창에 장반감기의 핵종이 많이 발생한다. 이러한 표적집합체의 방사화 핵종을 잘 이해하는 것은 사이클로트론 운영자와 유지 보수 작업자를 위해서 매우 중요하다. 본 연구에서는 IBA(Ion Beam Application)사 사이클로트론 Cyclone 18/9 기기의 표적집합체 유지보수 작업자의 방사선 안전지침을 마련하기 위해서 사이클로트론 가동 후 표적집합체에 발생되는 주요 핵종을 분석하고, 또한, 사이클로트론 가동정지 직후부터의 선량감소율을 실험적으로 측정하였다. $^{18}F^-$동위원소 생산 후 표적집합체의 잔류 방사화 핵종의 종류 및 방사능농도를 확인하기 위하여, 표적실내 잔류물질 및 표적창 하버포일 시료를 채취하여 고순도 게르마늄(HPGe) 감마핵종분석기로 측정하여 분석하였다. 또한, 사이클로트론 가동직후 사이클로트론에서 발생되는 선량률을 시간에 따라 측정하였다. 감마핵종분석과 선량률감소에 대한 데이터는 추후 사이클로트론 운영의 방사선안전을 위한 데이터로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

자궁경부암의 고선량 치료후의 장관 합병증 (Early and Late Bowel Complication Following Irradiation of Cancer of the Uterine Cervix)

  • 김명세;김경애;김성규;신세원;이승호;장재천
    • Radiation Oncology Journal
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    • 제7권1호
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    • pp.59-70
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    • 1989
  • 자궁경부암은 치료후의 생존율이 좋은 암으로 인정되고 있으나 전 자궁경부암의 $44\%$는 재발되며 재발암의 대부분은 국소재발이다. 더욱이 재발된 암은 어떤 방법으로 치료한다 하더라도 5년 생존율은 $2\~9\%$에 불과하다고 보고되고 있다. 이러한 사실은 적극적인 국소치료법이 필요함을 시사하고 있으나 국소방사선 조사선량을 증가시켜 치료율을 높이려 할 경우 필연적으로 따라오는 합병증의 증가가 우려되어 불충분함을 인정하면서도 전골반에 4500cGy이하, A점에 8500cGy정도가 사용되어 왔다. 1986년 4월부터 1987년 12월까지 영남대찰 치료방사선과에서 중앙차폐없이 전골반에 5000cGy, 고선량률 강내치료로 A점에 3900cGy, 외부선량을 포함한 A점 총 선량 8900cGy를 조사함으로서 종래의 치료보다 $500~1000cGy$를 더 조사받은 자궁경부암 환자 103명중 추적 치료가 불가능 하였던 환자를 제외한 96명을 대상으로 장관합병증을 분석하였다. 종래보다$500\~1000cGy$를 더 조사 받았으나 합병증이 증가되지 않았음을 보고함으로서 합병증의 증가 없이 생존율의 증가를 얻을 수 있는 최고선량을 결정하는 기초자료로 삼고자 본 연구를 시도하였다. 평균 추적기간은 21개월이었고 대부분의 증상은 12개월 이내에 나타났단. 이급후증(tenesmus), 하복부 동통을 포함한 장관합병증은 $46\%$였고 입원치료를 받은 환자는 6명 $(0\%)$이었으나 수술이 필요한 환자는 1명분이었다. X선 대장촬영과 직장경 검사를 실시하였으나 바리움 대장촬영에서 1명만이 비정상적인 소견을 보여 직장손상의 진단에 효율이 적음을 시사하였다. 환자의 연령, 총 조사선량, 총 TDF, 직장조사선량과 장관합병증은 무관함을 보여주었다. 입원치료가 필요한 6명의 환자 중 5명이 축소조사야를 사용한 추가치료를 했던 환자로서 추가치료가 합병중의 위험 인자임을 시사하였다(p<0.01). 심한 합병증을 보인 6명중 3명 이 방사선 치료전 수술경험이 있었으며 직장선량이 다른 환자들의 평균직장선량(7300cGy) 보다 작음에도 불구하고 (5252 cGy) 심한증상을 보여 치료전의 수술기왕력 이 위험 인자가 될 수 있음을 시사하였다. 종래의 치료양보다 $500\~1000cGy$ 더 높은 선량에도 불구하고 입원치료가 필요하였던 환자는 $6\%$, 수술이 필요하였던 환자는 $1\%$로 합병증의 증가 없이 A점에 8900cGy, 직장에 7300cGy정도의 국소치료가 가능함을 보여 주었으나 생존율에 대한 추후 분석이 따라야 할 것으로 사료된다.

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장미 삽목묘의 감마선 처리에 의한 화색 돌연변이체 유기 (Induction of Petal Color Mutants through Gamma Ray Irradiation in Rooted Cuttings of Rose)

  • 고갑천;김민자;강시용
    • 원예과학기술지
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    • 제28권5호
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    • pp.796-801
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    • 2010
  • 이 연구는 감마선 처리에 의한 장미($Rosa$ $hybrida$ Hort.) 신품종을 개발하기 위한 효과적인 방법을 개발하고 돌연변이 발생 형태를 알아보기 위해 실시하였다. 장미 스피델라와 커버넷 두 품종에 감마선($^{60}Co$ 선원)을 선량별(0, 30, 50, 70, 90, 110, 130, 150, 170Gy)로 조사하여 돌연변이 유기에 적정한 선량과 변이의 발생 양상을 구명하였다. 약 50% 식물체가 고사하는 반치사($LD_{50}$) 선량은 품종에 따라 차이가 있었는데 '스피델라'는 110Gy에서, '커버넷'은 150Gy이었다. 식물체의 50% 신초길이 감소 선량은 '스피델라'에서 70Gy 선량 정도 이었는데 비해 '커버넷'에서는 110Gy 선량에서 나타났다. 분홍색의 '스피델라'와 적색의 '커버넷'에 30-170Gy 선량의 감마선을 처리하여 다양한 색의 완전변이, 키메라, 모자익 꽃잎을 가진 변이체를 유기할 수 있었다. '스피델라' 에서 흰색, 상아색, 분홍색을 띤 상아색, 옅은 분홍색 그리고 진분홍색의 꽃잎을 가진 변이가 출현하였고, '커버넷'에서 분홍색, 진분홍색, 자홍색, 주황색, 그리고 진한 자색의 꽃잎을 가진 변이가 발생하였다. 돌연변이 유기를 위해서 식물체 생존율, 신초생장, 돌연변이 발생률을 고려할 때 '스피델라'는 70-90Gy, '커버넷'은 90-110Gy의 선량 처리가 적당하였다.

18F-FDG Whole Body PET/CT 수검자의 거리별 선량 변화에 따른 방사선 작업종사자의 유효선량 고찰: 환자 고유특성 및 응대시간 측면 (The Consideration of nuclear medicine technologist's occupational dose from patient who are undergoing 18F-FDG Whole body PET/CT : Aspect of specific characteristic of patient and contact time with patient)

  • 김성환;류재광;고현수
    • 핵의학기술
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    • 제22권1호
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    • pp.67-75
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    • 2018
  • 방사선 안전에 대한 관심과 염려가 전 세계적으로 점차 증가되고 있는 가운데, 의료 실무 현장에 종사하는 방사선 작업종사자의 외부피폭 관리 또한 중요한 이슈로 부각되고 있다. 특히, $^{18}F-FDG$WholeBodyPET/CT검사의 경우 높은 에너지의 방사성동위원소를 사용하므로 검사자의 피폭선량 저감화에 더욱 관심을 기울여야 한다. 따라서, 본 연구는 $^{18}F-FDG$ Whole Body PET/CT 수검자의 거리 별 외부선량률을 측정 및 분석하고, 방사선 작업종사자의 업무 행위 별 누적선량을 확인하여 피폭선량 저감화에 도움이 되는 주요한 요소를 알아보고자 한다. $^{18}F-FDG$WholeBody PET/CT검사를 받은 106명의 환자를 대상으로 검사 종료($75.4{\pm}3.3min$) 후 가슴을 기준 0, 10, 30, 50, 100 cm 거리에서 외부선량률을 측정하였다. 환자측면에서 외부선량률에 영향을 줄 수 있는 개별적 요인을 분석하기 위해 성별, 연령, BMI, 금식시간, 당뇨병 유무, 약물 투여정보, 크레아틴 수치 정보를 수집하였다. 수집된 정보의 통계분석은 ANOVA 분석 및 T-test를 시행하였다. 방사선 작업종사자 측면에서 피폭선량에 영향을 줄 수 있는 요인을 분석하기 위해 주사 업무를 하는 3명의 직원($T_1$, $T_2$, $T_3$)과 스캔 업무를 하는 3명의 직원($T_4$, $T_5$, $T_6$)에 각각 Personal pocket dosimeter를 착용시켜 업무시간 동안 누적된 선량을 기록하였다. 또한 방사선 작업종사자 별 응대시간을 측정하여 분석하였다. 각 거리 별 외부선량은 $246.9{\pm}37.6$, $129.9{\pm}16.7$, $61.2{\pm}9.1$, $34.4{\pm}5.9$, $13.1{\pm}2.4{\mu}Sv/hr$로 산출되었다. 환자측면에서, 근거리에서 성별, BMI, 선량, 크레아틴 수치에 의해 유의미한 차이가 있었지만, 거리가 증가할수록 그 차이는 감소하였다. 그 중 크레아틴 수치의 경우 100 cm에서 집단 간 통계적으로 유의한 차이를 보이지 않는 특징이 있었다. 환자 1명으로부터 받은 선량은 주사 업무를 하는 직원($T_1$, $T_2$, $T_3$)의 경우 0.70, 1.09, $0.55{\mu}Sv/person$이었고, 스캔($T_4$, $T_5$, $T_6$)의 경우 1.25, 0.82, $1.23{\mu}Sv/person$이었다. 응대시간이 상대적으로 적은 $T_4$직원의 경우 $T_3$, $T_5$보다 34% 낮은 누적선량을 확인할 수 있었다. 이를 토대로 환자와의 적정거리 유지와 응대시간 감소가 누적선량에 크게 작용함을 알 수 있었다. 위와 같은 점을 고려했을 때, 환자의 충분한 수분 섭취 및 배뇨, 방사선 작업종사자와 환자 간 적정거리유지(최소 100 cm이상) 및 응대시간 감소를 위해 노력해야 할 것이고, 환자의 video tracking system과 장비의 원격조정 등을 통해 피폭선량 저감화를 위해 노력해야 한다.