• 제목/요약/키워드: 방사선 차폐효과

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방사선 치료시 생식선 차폐체 성능 평가를 위한 MOSFET 선량 측정 (MOSFET Dosimetry for Evaluation of Gonad Shielding during Radiotherapy)

  • 김휘영;최윤석;박소연;박양균;예성준
    • Journal of Radiation Protection and Research
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    • 제36권1호
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    • pp.23-27
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    • 2011
  • 방사선 치료를 받는 환자의 생식선에 대한 피폭 선량을 최소화하기 위한 차폐체의 성능을 MOSFET 측정을 통해 평가하고자 서울대학교 병원 방사선 종양학과에서 4명의 남자 직장암 환자를 대상으로 2009 년 이후로 시행한 생식선 차폐체 선량 측정 결과를 이용하였다. 환자 치료는 Varian 21EX 선형가속기 (LINAC) 에서 방출되는 6 MV 와 15 MV 의 X.ray 를 이용하였다. 선형가속기의 조준기 (collimator) 등에 의한 산란선 (scattered ray) 뿐만 아니라 방사선조사영역(radiation field) 내의 치료부위로부터 산란되어 전달되는 산란선을 최소로 하기 위하여 3면이 모두 차폐될 수 있도록 차폐체는 상자 모양으로 제작되었다. 차폐체는 납으로 만든 $7.5\;cm\;{\times}\;9.5\;cm\;{\times}5.5\;cm$ 크기의 상자와 $9\;cm\;{\times}\;9.5\;cm\;{\times}\;1\;cm$ 크기의 덮개로 이루어져 있다. 차폐체의 성능 평가를 위한 선량 측정은 MOSFET 을 이용하였다. 생식선 차폐체를 이용한 경우 차폐체 안쪽의 피폭 선량이 바깥쪽에 비해 평균적으로 23.07% 로 감소하였다. 차폐체 안쪽에 전달된 선량은 평균 0.01 Gy (표준편차 0.004 Gy) 로 측정되었다. 차폐체의 성능은 환자들 별로 적게는 18.76%부터 많게는 38.20% 까지 차이를 보였으나 전달된 절대적 선량은 무정자증 (aspermia) 의 가능성이 있는 0.35 Gy 와, 불임을 초래할 수 있는 2.0 Gy 의 기준치 이하로서, 차폐체의 효과는 충분한 것으로 확인할 수 있다. MOSFET 측정 결과, 생식선 차폐체를 이용하여 환자 생식선에 피폭되는 선량을 효과적으로 감소시킬 수 있음을 확인하였다. 기존의 연구에서 TLD 를 이용한 측정과 비교하여 MOSFET 을 이용하였을 때 보다 실시간으로 정확하게 차폐체에 의한 생식선의 선량 감소 효과를 평가할 수 있음을 확인하였다.

PWR집합체 4개 장전용 수송용기의 차폐설계 (Shielding Design of Shipping Cask for 4 PWR Spent Fuel Assemblies)

  • Kang, Hee-Yung;Yoon, Jung-Hyoun;Seo, Ki-Seog;Ro, Seung-Gy;Park, Byung-Il
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제20권1호
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    • pp.65-70
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    • 1988
  • PWR사용 후 핵연료 집합체 4개를 장전한 수 있는 납/Resin차폐체형 수송용기에 대한 방사선 차폐해석을 수행하였다. 이때 차폐효과를 유지하면서도 전체중량이 최소화되도록 차폐재를 선택하였다. 방사선윈은 ORIGEN 전산코드로 계산하여 얻었으며, 사용후 핵연료의 연소도를 38,000 MWD/MTU 그리고 냉각기간을 3년으로 가정하였다. 수송용기의 외부 표면에서 1m거리에서 나타나는 감마선 그리고 중성자의 선량율은 ANISN전산코드로 계산하여 얻었다. 계산된 총방사선 선량율은 정상 및 가상 사고조건하에서도 국내 법규에 규정된 기준치 이내에서 만족하는 것으로 나타났다.

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임산부의 방사선치료 시 태아선량 평가 (Estimation of Fetal Dose during Radiation Therapy of Pregnant Patient)

  • 정치훈;김찬용;김보겸;서석진;유숙현;박흥득
    • 대한방사선치료학회지
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    • 제19권1호
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    • pp.35-41
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    • 2007
  • 목 적: 임산부의 방사선치료시 태아에 조사되는 선량을 알아보고, 임상에 적용가능한 간단한 차폐방법을 적용하여 태아선량이 감소되는 정도를 평가하고자 한다. 대상 및 방법: 본원에 내원한 임신 24주째인 뇌전이 환자를 대상으로 전뇌 방사선치료를 시행하는 동안 태아에 조사되는 선량을 인체 팬톰(Anderson Rando Phantom, Alderson Research Laboratories Inc., USA)을 사용하여 평가하였다. 환자에 대한 치료처방은 일일선량 300 cGy, 10회, 총선량 3000 cGy, 그리고 치료조건은 에너지 6 MV, 조사야크기 $18{\times}22cm^2$이었다. 선량평가는 환자 치료조건과 동일한 상태로 조사야 하단에서 각각 30, 40, 50, 60 cm에서 전리함((TN30013, 0.6 cc Farmer type chamber, PTW Unidos, Germany)을 사용하여 측정하였고, 다음은 환자치료조건과 동일하지만 본원에서 고안한 추가 차폐방법(shielding wall, neck supporter, Pb sheets, acrylic bridge)을 이용하여 태아를 차폐한 다음 위의 측정점과 동일한 위치에서 측정하여 그 차폐효과를 비교 평가 하였다. 또한 추가 차폐한 상태에서 열형광선량계(4000, Harshaw, Solon Technologies Inc., USA)를 사용하여 30, 40, 50, 60, 70 cm 지점에서 측정하여 전리함 측정값과 비교 분석하였다. 결 과: 전리함을 이용하여 측정한 결과 환자가 총선량 3,000 cGy를 받는 동안 태아에 조사될 수 있는 선량은, 추가 차폐가 없는 경우 조사야 하단 30, 40, 50, 60 cm에서 각각 3.20, 3.21, 1.44, 0.90 cGy, 추가 차폐가 있는 경우 0.88, 0.60, 0.35, 0.25 cGy로 추가 차폐를 하였을 경우 하지 않았을 경우보다 약 $70{\sim}80%$의 차폐효과를 얻을 수 있었다. 그리고 열형광선량계 측정결과는 1.8, 1.2, 0.8, 1.2, 0.8 (70 cm) cGy로 나타났다. 이로서 태아가 전 치료 과정중 받을 수 있는 총선량은 1 cGy 이하로 측정되었다. 결 론: 임산부의 방사선치료가 필수적으로 요구될 경우 고려되어야 할 가장 중요한 인자는 태아선량의 최소화가 될 것이다. 방사선장애의 역치선량이 $10{\sim}20cGy$인 것을 감안하면 상기 방법에 의한 임산부의 방사선치료는 이러한 목적에 부합될 뿐만 아니라 사용방법 또한 비교적 용이하다고 생각된다.

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고 에너지 전자선 치료를 위한 3D 프린터 물질의 차폐 성능평가 (Evaluation of Shielding Performance of 3D Printer Materials for High-energy Electron Radiation Therapy)

  • 오창우;배상일;문영민;양현경
    • 한국방사선학회논문지
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    • 제16권6호
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    • pp.687-695
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    • 2022
  • 고 에너지 전자선 치료 시 차폐체로 사용되는 납을 대체할 수 있는 3D 프린터 소재를 찾기 위해 MCNP6 프로그램을 사용하였다. 고 에너지 전자선을 방출하는 선형가속기의 PDD(Percent Depth Dose), Flatness, Symmetry를 측정하고, MCNP6로 선형가속기를 모의 모사 후 비교하여 실측과 모의 모사와의 선원항이 일치함을 확인하였다. 납 차폐체를 모의 모사하여, 흡수선량의 95 % 이상을 차폐할 수 있는 납 차폐체의 적정 두께를 선정하였다. 3 mm 두께의 납 차폐체에 대한 흡수선량 데이터를 기준으로 하여 ABS + W(10%), ABS + Bi(10%), PLA + Fe(10%) 소재들의 1, 5, 10, 15 mm 두께 별로 모의 모사로 분석하여 차폐성능을 분석하였다. 3D 프린터로 각각의 시제품을 제작하여 모의 실험과 같은 조건으로 측정하여 분석한 결과 ABS+W(10%) 소재가 최소 10 mm 이상의 두께로 형성되었을 때, 3 mm 두께의 납을 대체할 수 있는 차폐성능을 가지는 것을 확인하였다. 주사전자현미경(SEM)과 EDS 스펙트럼을 이용하여 ABS + W(10%) 소재의 원소조성 및 표면형상을 분석하였다. 이러한 결과를 통해, 상용화 된 납 차폐체를 ABS + W(10%) 소재로 대체하면 납과 같은 차폐효과를 낼 뿐만 아니라 3D 프린터를 이용하여 환자 맞춤형으로 제작할 수 있어 고 에너지 전자선 치료에 매우 유용할 수 있음을 확인하였다.

흉부 후전방향 검사 시 임산부의 선량 평가 (Dose Assessment during Pregnancy in Chest PA Examination)

  • 우리원;조용인;김정훈
    • 한국방사선학회논문지
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    • 제14권5호
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    • pp.661-668
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    • 2020
  • 임산부의 사망 원인으로 색전증이 발생하며, 이를 검사하기 위해 흉부 방사선 검사를 수행한다. 이외에도 분만 전 응급 수술을 대비하거나 기본 진단 등의 목적으로 검사가 수행된다. 실제 측정을 통해 태아 선량을 평가하는 것은 윤리적 문제가 따르기 때문에, 사전연구로 제작된 팬텀을 통해 흉부 후전방향 검사에서 임신 주 수에 따른 임산부의 장기선량 및 태아선량을 평가하였다. 모의실험 결과 임신 주 수에 따라 태아선량은 감소하였으며, 약 0.1 mGy의 선량을 나타내었다. 차폐를 사용할 때, 차폐 물성으로 밀도가 높고, 두께가 두꺼울수록 차폐 효과가 우수하며 차폐 물성과 두께에 따라 40 ~ 98% 선량이 감소하였다. 또한 완전차폐보다 단면차폐로도 태아선량을 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 이후 다양한 차폐물성과 방법 등을 통해 태아선량을 줄일 수 있는 연구가 필요한 것으로 사료된다.

다엽 콜리메이터와 제작차폐물의 동시 사용시 표면선량 변화 (Surface and Percentage Depth Doses for Multileaf Collimator Conjunction with Conventional Block)

  • 양광모;서현숙
    • 한국의학물리학회지:의학물리
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    • 제13권2호
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    • pp.62-68
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    • 2002
  • 최근 설치된 선형가속기는 다엽 콜리메이터를 장착하고 있다. 기본적으로 다엽 콜리메이트의 사용은 기존의 차폐블럭을 대체하는 역할을 한다. 그러나 다엽 콜리메이터는 폭 1 cm의 콜리메이터가 각각 움직여서 방사선 조사 범위를 만들어 정교한 조사범위를 만들기 어려운 경우가 있을 수 있다. 따라서 조사야를 보다 정밀하게 만들기 위해 다엽 콜리메이터 아래 추가 차폐물을 사용하게 된다. 다엽 콜리메이터 아래 추가 차폐물을 사용할 경우 차폐물과 환자의 피부표면과의 거리가 짧아져 피부표면 선량이 증가하게 되며 최대 선량점(D$_{max}$)이 변할 수 있다. 이와 같은 변화는 조사야의 크기와 방사선의 에너지에 따라 영향을 받을 수 있다. 따라서 본 연구는 다엽 콜리메이터 아래 추가 차폐물을 사용할 때 조사야와 방사선에너지에 따라 표면선량과 최대 선량점의 변화를 측정하여 이들 값이 증가함을 확인하였고 다엽 콜리메이터 아래 추가 차폐물을 사용함으로써 증가한 표면선량은 전자 흡수판으로 2-3 mm 두께의 납판을 사용하여 효과적으로 감소시킬 수 있음을 확인하였다.

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몬테카를로 시뮬레이션을 통한 바륨화합물의 의료방사선 차폐능 비교 분석 (Barium Compounds through Monte Carlo Simulations Compare the Performance of Medical Radiation Shielding Analysis)

  • 김선칠;김교태;박지군
    • 한국방사선학회논문지
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    • 제7권6호
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    • pp.403-408
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    • 2013
  • 본 연구에서는 기존의 납을 대체할 수 있는 의료 방사선 차폐제품 적용을 위해 몬테카를로 시뮬레이션을 통해 바륨화합물의 두께별 차폐능을 모의 추정하였다. 차폐재 물질로는 황산바륨($BaSO_4$)을 이용하였고, 시편의 면적은 $15{\times}15cm^2$, 황산바륨의 밀도는 $4.5g/cm^3$, 납의 밀도 $11.34g/cm^3$를 적용하여 차폐재 시편의 두께를 0.1 mm부터 5 mm까지 시뮬레이션 하였다. 입력 선원은 연속 X-ray 에너지 스펙트럼(40 kVp ~ 120 kVp)에서 10kVp Step으로 시뮬레이션하였다. 40 kVp ~ 60 kVp에서의 흡수확률은 3 mm ~ 5 mm 두께에서는 납과 동일한 차폐능을 나타내었으나, 2 mm 이하에서는 차폐능이 기존 납 차폐재에 비해 다소 차폐능이 떨어지는 결과로 나타났다. 또한 70 kVp ~ 120 kVp 에너지 대역에서의 차폐능은 기존 납 차폐재와 유사한 성능을 보였지만, 0.5 mm 이하에서는 다소 낮은 차폐능으로 모의 추정되었다. 본 연구는 몬테카를로 시뮬레이션을 통해 의료용 엑스선 에너지 대역에 대한 두께 함수로써 바륨화합물의 차폐능을 추정하여 기존의 납과 비교 분석하였다. 또한 순수한 황산바륨의 의료용 방사선 차폐제품 적용가능성을 검증하고자 하였다. 그 결과 의료 방사선 에너지 대역 70 kVp ~ 120 kVp 에서 최소 2 mm 이상의 바륨화합물 두께에서 기존 납 1.5 mm 대비 95% 이상의 차폐효과가 있는 것으로 추정되었으며, 본 결과는 의료용 방사선 차폐제품의 경량화 제작에 기초 자료로 제공될 수 있을 것으로 사료된다.

방사선(放射線) 치료(治療)의 신속정확(迅速正確)을 위한 저온용융(低溫熔融) 차폐물(遮蔽物)의 제작(製作)과 응용(應用) (Rapidly and Accurately Processing of Low Melting Block for Shielding of Radiotherapy)

  • 추성실;이도행;박창윤
    • Journal of Radiation Protection and Research
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    • 제4권1호
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    • pp.14-20
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    • 1979
  • 고(高)에너지 방사선(放射線) 치료(治療)에 있어서 정상조직(正常組織)의 완전차폐(完全遮蔽)를 위하여 $5{\sim}8cm$ 납두께의 부정형(不定形) 차폐(遮蔽)벽돌을 제작(製作)해야하는 난점(難點)이 있었다. 저자(著者)들은 납 30.0%, 주석 11.5% 비스므스 48.5%, 카드미늄 10.0%를 사중(四重) 공정결합(共晶結合)시켜 밀도(密度)가 $9.8g/cm^3$ 용융온도(熔融溫度)가 $68^{\circ}C$인 저용융(低熔融) 차폐물질(遮蔽物質)을 개발(開發)하여 이를 Lead Y라고 명명(名命)하였다. 제작(製作)된 Lead Y Block을 $68^{\circ}C$에서 용융(熔融)시켜 보호(保護)해야할 중요(重要)한 장기(臟器)의 형태(形態)대로 제작(製作)된 styrofoam 음형(陰形)에 부어서 차폐효과(遮蔽效果)가 큰 차폐(遮蔽)벽돌을 쉽고 안전(安全)하게 제작(製作)할 수 있었고 납보다 더 단단하고 재현성(再現性)이 크며 저렴(低廉)한 가격(價格)으로 구입(購入)이 가능(可能)하므로 방사선(放射線) 치료효과(治療效果)에 큰 도움을 줄 수 있었다.

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중재적 방사선 분야 방호용구 차폐효과 (Shielding Effect of Radiation Protector for Interventional Procedure)

  • 고신관;강병삼;임청환
    • 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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    • 제30권3호
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    • pp.213-219
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    • 2007
  • 중재적 시술의 시술자를 대상으로 방사선 방호용구의 안과 밖의 실제 방사선량을 측정하여 이를 바탕으로 방사선 방호용구의 방사선 차폐율을 비교 분석하는 것이다. 2005년 5월부터 9월까지 중재적 시술 중에서 시행 빈도가 높은 TACE, PTBD를 시행하는 중재적 시술자 4인에게 방사선 방호용구의 착용 시 피폭선량 감쇄효과를 측정하기 위해 각 신체부위별 방호용구 안과 밖에 TLD를 부착하여 피폭선량을 측정하였다. TLD 부착부위는 Goggle inside, Goggle outside, Thyroid protector inside, Thyroid protector outside, Apron inside(waist level), Apron outside(upper chest level), Hand 4th finger(ring type TLD)와 환경방사선을 측정하기 위해 TLD 10개를 Control room 여러 곳에 위치시켰다. TACE 검사시 0.07 mmPb Goggle의 사용으로 연속투시방식에서는 평균 53.8%의 선량율감쇄를 보였으며 펄스투시방식에서는 77.6%의 감쇄효과를 보였고, 0.5 mmPb Thyroid protector의 사용에서는 연속투시방식에서는 평균 88.9%의 선량율감쇄를 보였으며 펄스투시방식에서는 92.8%로 선량율감쇄에서는 유의한 차이가 없었다. PTBD 검사시 0.07 mmPb Goggle의 사용으로 평균 62.7%의 선량율감쇄를 보였으며, 0.5 mmPb Thyroid protector의 사용에서는 평균 89.1% 선량율이 감쇄 되었고 0.5 mmPb Apron의 사용에서도 평균 87.9%의 감쇄효과가 있었다. PTBD 시술은 TACE 시술에 비해 평균 투시시간은 6.14 min이나 적었으나 피폭선량은 체부에서 약 3배, 손에서는 40배 이상 피폭되었다. 납당량이 두꺼운 방호용구를 착용하거나 최소한 권고되어지는 0.5 mmPb 이상의 것을 착용하여야 하며, 시술시 눈을 보호하는 Goggle의 착용을 생활화해야 한다. 테이블 아래쪽에 납커튼을 장착하면 복부의 피폭선량율은 평균 38.4% 감쇄하므로 납커튼을 장착하여 산란선을 차폐하여야 한다. 펄스투시방식을 이용하면 연속투시에 비해 피폭선량율이 평균 59.0% 감쇄되므로 연속투시보다 펄스투시방식을 선택하여 피폭선량을 감소시켜야 한다.

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고에너지 방사선치료에서 차폐물 경계부위의 선량분포에 관한 고찰 (A Study on the dosimetry in boundary of shielding block in high energy irradiation)

  • 김명세;김성규;신세원
    • Journal of Yeungnam Medical Science
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    • 제7권2호
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    • pp.115-120
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    • 1990
  • 18MeV 선형가속기와 코발트 원격치료기를 사용하여 방사선 조사면적 내에 차폐물이 있는 경우, 차폐물에 의한 산란선이 선량분포에 미치는 영향에 관하여 고찰하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 차폐물이 이루는 각이 예각일수록 산란선의 효과는 더 크게 나타났다. 2. 차폐물의 넓이가 좁을수록 산란선의 효과는 더 크게 나타났다. 3. 조사면적에 따른 출력특성은 선형적이지만, 차폐물에 의한 출력특성은 조사면적에 대하여 선형가속기는 거의 무관하게 나타났으며, 코발트 원격치료기는 기울기가 적은 선형성을 나타내었다.

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