• 한국방사선학회논문지
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• 제12권5호
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• pp.693-698
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• 2018

현재 의료환경에서 영상의학 검사 시 의료 방사선을 차폐하기 위한 차폐체는 납가운, 납유리가 대부분이다. 이러한 차폐체의 주성분인 납은 납중독과 경량화의 한계, 고가라는 제한점이 있다. 납차폐체 대신 대체 물질로 조영제로 쓰이고 있는 요오드 성분은 방사선을 흡수하는 특성을 지니고 있어 차폐체로써 효과가 있을 것이라 예측하고 있다. 이에 본 연구에서는 투시 검사 시 기존의 납유리 대신 임상에서 사용하고 남은 CT 조영제로 채워진 아크릴판을 이용하여 차폐유무를 평가 하였다. 그 결과 산란선 선량 평가 시 차폐를 하지 않았을 때 보다 CT조영제로 채워진 아크릴판은 7배 이상 차폐효과가 나타났다. 따라서 기존의 납유리 대신 요오드 성분으로 이루어진 CT 조영제가 차폐체로써 활용될 것이라 기대된다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제11권4호
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• pp.189-195
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• 2017

방사선 특히, 엑스선 또는 감마선으로부터 인체를 보호하기 위해 납(Pb)으로 된 보호 장구를 광범위하게 사용해왔다. 최근 납 중독 및 환경오염의 문제로 납을 대신하는 무연 방사선 차폐재의 개발이 활발히 이루어지고 있다. 차폐재의 성능 확보를 위해서는 제작 및 평가의 순환 사이클을 반복하게 된다. 본 연구는 실제 무연 방사선 차폐소재의 제작에 앞서 차폐재의 성능을 몬테카를로 전산모사를 통해 확인함으로써 가능한 차폐소재의 조합을 연구하였다. 방사선 차폐소재의 평가에 사용되는 조건으로 엑스선관을 Geant4를 이용하여 전산모사하고 획득된 광자 스펙트럼을 이용하여 텅스텐과 비스무스의 조합에 따른 차폐소재의 성능을 평가하였다. 차폐소재의 공극에 따른 성능 저하도 평가하였다. 방사선 차폐 소재 개발 시 공극률을 줄이는 것이 중요한 인자라는 것을 알 수 있었다.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제38권3호
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• pp.199-203
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• 2015

한국에서의 파노라마장치의 사용비율은 치과대학병원에서 17.8%, 치과병원에서 24.8%, 치과의원에서 31.4%로 구내촬영장치 다음으로 많이 사용하고 있는 검사 방법으로, 치아교정 및 인플란트 등의 수요증가에 따라 파노라마 검사는 지속적으로 늘어나고 있는 추세이다. 본 연구에서는 파노라마 검사에 불필요한 안구와 갑상선부위의 선량을 감소시키기 위해 납안경 및 납차폐체를 이용해 보았으며, 납안경으로 차폐를 한 경우 안구의 ESD가 41.4% 감소되었으며, X선관 부위 쪽을 차폐납으로 차폐할 경우에는 ESD의 47.3%를 감소시킬 수 있음을 알게 되었다. eyeball의 불필요한 선량저감을 위하여 임상에서는 lead glass를 사용하는 방법이 있으며, 제조사에서는 eyeball부위 피폭을 줄일 수 있는 제어장치를 적극 활용할 필요성이 있는 것으로 나타났다.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제40권1호
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• pp.41-47
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• 2017

본 연구는 영상의학과에서 사용하는 Χ선용 납 앞치마를 핵의학과에서도 사용하고 있는 점에 착안하여 방사성동위원소의 종류 즉, ${\gamma}$선 에너지에 따라 납 앞치마의 차폐율을 평가하여 방호효과를 알아보고자 하였다. 실험에 사용된 방사성동위원소는 이용통계 중 상위 5개 핵종인 $^{99}mTc$, $^{18}F$, $^{131}I$, $^{123}I$, $^{201}Tl$을 사용하였고, 납 앞치마는 실제 핵의학과에서 사용 중인 납 당량 0.35 mmPb의 납 앞치마를 이용하였다. 실험결과 납 앞치마의 평균 차폐율은 $^{99}mTc$이 31.59%, $^{201}Tl$은 68.42%, $^{123}I$이 76.63%로 나타났다. $^{131}I$의 차폐율은 납 앞치마를 사용했을 경우가 오히려 선량률이 평균 33.72%가 증가되어 나타났고, $^{18}F$의 경우 평균 차폐율이 -0.315%로 나타나 차폐효과가 거의 없는 것으로 나타났다. 결과적으로 납 앞치마의 차폐율이 높은 방사성동위원소의 순서는 $^{123}I$, $^{201}Tl$, $^{99}mTc$, $^{18}F$, $^{131}I$ 순이었다. 현재 핵의학 검사실에서 사용하고 있는 납 앞치마는 일반 Χ선용 납 앞치마로 ${\gamma}$선을 이용하는 핵의학 환경에서는 적절치 않은 것으로 생각된다. 따라서 방사선작업종사자들의 효과적인 방사선 방호와 작업능률을 고려하여 방사성동위원소의 특성에 맞는 핵의학 전용 납 앞치마의개발이 요구된다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제11권7호
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• pp.547-553
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• 2017

현재 의료분야에서는 방사선 차폐체로서 납(Pb)이 널리 쓰이고 있다. 하지만 납은 무게가 매우 무거워 납치마 등의 방호복은 장시간 착용이 어려우며, 인체에 치명적인 납 중독의 위험이 상시 가지고 있다는 문제점을 가지고 있다. 이러한 문제점을 해결하고자 납을 대체 할 수 있는 물질에 대한 많은 연구가 진행되고 있다. 현재 납의 대체물질로써 대표적인 바륨(Ba)과 요오드(I) 등은 우수한 차폐능을 가지고 있지만, 30keV 근처의 에너지 영역에서 특성 X선을 방출하는 특성을 가지고 있다. 환자나 방사선 종사자의 경우 차폐체를 인체에 접촉하고 있는 경우가 많으므로 차폐체에서 발생되는 특성 X선이 인체에 직접 조사되어 방사선 피폭을 증가시킬 위험이 매우 높다. 본 연구에서는 바륨(Ba)과 요오드(I)등에서 발생되는 특성 X선을 제거하기에 적절한 이중구조 차폐체를 방사선 수송코드 중 하나인 FLUKA 수송코드를 개발하여 선행연구로서 진행된 MCNPX 시뮬레이션과 비교 분석하여 이중구조 차폐체의 차폐율에 대한 신뢰성을 검증하고자 하였다. MCNPX와 FLUKA를 이용하여 황산바륨($BaSO_4$)과 산화비스무스($Bi_2O_3$)로 이루어진 다양한 두께조합의 이중구조 차폐체를 설계하였으며, IEC61331-1에 제시된 모식도를 기하학적으로 동일하게 시뮬레이션 상에 구현하였다. 또한, 120 kVp의 연속 X선 스펙트럼에 대한 차폐체의 투과스펙트럼과 흡수선량을 납과 비교 평가하였다. 평가결과, $0.3mm-BaSO_4/0.3mm-Bi_2O_3$ 와 $0.1mm-BaSO_4/0.5mm-Bi_2O_3$ 구조에서는 33 keV와 37 keV의 특성 X선을 모두 흡수하였으며, 90 keV 이상의 고에너지 X선에 대해서도 납과 거의 유사한 차폐효율을 보였다. 또한, FLUKA의 수송코드는 33 keV 이하에서는 cut-off 가 발생하여 저에너지 X선 광자에 대한 전산모사에 제약이 있지만, 40 keV 이상의 고에너지 영역에서 MCNPX와의 상대오차가 6 % 이내로 신뢰성이 매우 우수하다는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2016년도 춘계학술대회
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• pp.773-774
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• 2016

본 논문에서는 감마선원 영상화를 위한 감마선 탐지장치에 적용할 차폐체의 경량, 소형화 연구를 수행하였다. 선행 연구를 통해 상용 감마선 영상화 장치의 차폐체와 유사한 차폐효율 및 성능을 나타내는 납 기반의 차폐체를 구현하였으며, 본 논문에서는 납 기반의 차폐체보다 경량화, 소형화를 위해 텅스텐기반의 차폐체를 설계하였다. 차폐체 설계를 위해서 MCNP 전산모사를 수행하였으며, 그 결과 17%의 경량화 및 51%의 체적을 줄이는 결과를 얻었다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2004년도 춘계학술대회 논문집 반도체 재료 센서 박막재료 전자세라믹스
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• pp.105-110
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• 2004

방사선 투시조영 촬영 시 사용되는 방호복의 차폐효율 증가와 경량화는 오랜 시간 연구 대상이 되었다. 이러한 방호복의 질적 향상을 위하여 연구한 결과는 다음과 같다. Apron의 규격인 납 당량 0.25mm에 해당하는 투과선량은 5.2%로 나타났으며, 시료 Sn, Ni, Ti, Cu의 방사선 차폐 효율은 Sn이 가장 높게 나타났다. 증착시료 Sn+Pb 방법에서는 Sn 0.18mm와 Pb 0.1mm, Pb+Sn 방법에서는 Pb 0.1mm와 Sn 0.36mm에서 Apron의 규격인 납 0.25mm 두께로 나타났다. 증착시료 Sn+Pb는 Apron의 규격인 0.25mm 납 당량보다 차폐효율이 높고, 면적당 무게가 가벼워 방호복 물질로 적합한 것으로 사료된다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제15권7호
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• pp.949-956
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• 2021

본 연구의 목적은 전자빔 치료에서 산란선을 차폐하는 데 사용되는 납의 단점을 극복하기 위한 대체 재료로 텅스텐 나노입자를 선택하여 고선량에서 발생하는 산란선에 차폐 효과가 있는지 여부를 평가하는 것이다. 선량계의 위치와 조사야의 크기를 일정하게 설정하기 위해 판을 자체 제작하였다. 유리 선량계는 10 × 10 cm² 크기의 조사야의 중앙에서 십자로 1, 2, 4 cm 떨어진 지점에 위치하여 12곳의 지점에 위치시켰다. 10 × 10 cm² 크기의 텅스텐 나노입자 차폐체를 0.4, 0.75, 1 mm의 소재로 두께 0.75 mm에서 최대 두께 4.0 mm의 총 12가지 유형의 차폐가 적용되었다. 선형가속기를 사용해서 6 MeV에서 4회, 12 MeV에서 4회 측정하였고 선량의 세기는 100 MU로 조사하였다. 실험 결과 조사야로부터 1 cm 거리에서 4 mm 차폐판이 가장 높은 차폐 효과를 보였다. 조사야로부터 2 cm 거리에 적용된 1 mm 차폐판이 차폐 효과가 가장 낮았다. 텅스텐 차폐판의 두께가 두꺼워짐에 따라 전자선 차폐 효과는 급격히 증가하였다. 결론적으로 텅스텐 나노입자는 전자빔 치료에서 납의 대체 재료로 사용이 가능함을 확인하였다.

• 한국융합학회논문지
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• 제12권4호
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• pp.87-94
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• 2021

의료기관의 방사선 차폐체의 차폐물질이 친환경소재로 변화되면서 기존 납의 일반된 차폐특성보다 차폐물질의 특성에 따른 방사선 방어가 중요한 요소로 대두되고 있다. 납과 유사한 차폐물질로 대표적인 텡스텐과 황산바륨은 친환경 소재로 시트나, 섬유 형태로 제작되어 사용되고 있다. 이테르븀은 치과 방사선영역에서 불투과성 물질로 불소화합물로 사용되었으며, 에너지대별 차폐특성과 기존 친환경소재의 차폐특성과 비교하여 x-선 차폐영역에서 차폐성능을 평가하고자 한다. 동일한 공정과 조건하에 세 종류의 차폐시트를 제작하여 실험하였으며, 의료방사선 영역에서 텅스텐과 약 5 % 차폐성능 차이가 나타났으며, 황산바륨보다 우수한 차폐성능을 보였다. 차폐시트의 단면 구조에서는 인자의 배열이 일정하지 못하는 큰 단점을 보였다. 따라서 산화이테르븀은 의료방사선 차폐물질로 충분한 가능성을 보였으며, 입자배열 구조와 입자크기 조절로 차폐성능을 향상시킬 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제15권5호
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• pp.755-760
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• 2021

본 연구에서는 IPEM(The Institute of Physics and Engineering in Medicine) Report 78의 진단용 엑스선 발생장치에서 방출되는 엑스선 스펙트럼 데이터를 이용하여 의료 환경에서 사용되는 주요 엑스선 방호장비의 차폐율을 계산하고, 방사선 방호분야 적용가능성을 알아보았다. 진단용 엑스선 방호에 이용되는 납 앞치마(0.3 mmPb), 갑상샘 차폐체(0.5 mmPb), 납 고글(0.5 mmPb), 납 유리(1.8, 2.7, 3.3 mmPb)를 대상으로 에어커마와 엑스선 총강도의 감소율을 통해 방사선 차폐율을 계산하였다. 그 결과 에어커마 감소율로 계산한 차폐율은 80 kV에서 96.31~100 %범위였고, 120 kV에서는 90.35~100%범위로 나타났다. 또한 본 계산의 결과가 실제 차폐율 측정한 선행연구결과와 잘 일치하여 IPEM Report 78의 엑스선 스펙트럼 데이터가 방사선 방호에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.