• 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.

• 한국방사선학회논문지
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• 제14권6호
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• pp.733-740
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• 2020

의료종사자의 피폭선량을 줄이기 위한 최근 연구에서, 방사선이 산란될 때 발생하는 광전효과를 이용하여 방사선치료실 입구에서의 선량을 줄이는 방법이 제안되었다. 이 방법은 특히 저에너지 광자에 효과적이기 때문에 본 연구에서는 몬테카를로 시뮬레이션을 이용하여 슬릿형태 구조물의 일반촬영실 산란 엑스선에 대한 차폐성능을 평가하였다. 두께 2 mm, 폭 50 mm, 길이 900 mm인 판을 2 mm 간격으로 수평 적재하는 형태의 슬릿형태 구조물은 알루미늄에 비해 철 또는 납으로 만드는 경우 차폐효과가 뛰어났다. 재질을 철로 한정한 경우 선원과 관심구역 사이에서 결정된 구조물의 설치위치는 차폐효과와 무관했으며, 판의 폭은 차폐효과에 비례했다. 폭 50 mm 철판을 사용한 경우 산란선이 직접 발생하는 바닥 및 환자의 높이를 제외하면 약 99.9% 또는 그 이상의 차폐효과가 있었다.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제44권3호
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• pp.189-194
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• 2021

This study was conducted to reduce the exposure dose to the breast and adjacent organs as the number of Mammography increased. Therefore, it has been designed a shield in lead, bismuth + tungsten, and bismuth that does not require to be equipped by the patient, in which each type of shield was compared and analyzed of radiation exposure dose to breast, thyroid, and eye. Using a mammography machine, optically stimulated luminescent dosimeter(OSLD) was inserted to bilateral breast, thyroid, and eye of a dosimetry phantom to measure dose radiated onto the phantom. Shielding device was made in different thickness of 2mm, 3mm, and 5mm and dose evaluation was performed by measuring the dose while using lead, bismuth, and bismuth + tungsten prosthesis. When each shields combined with shielding device, were compared of dose, all showed similar does reduction in the dose to breast, thyroid, and eye in both cranialcaudal and mediolateraloblique view. Based on the current study, bismuth and bismuth + tungsten can replace conventional lead shield and it is anticipated to safely and conveniently reduce radiation exposure to breast, thyroid, and eye with the shield that does not require to be equipped.

• 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.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제22권1호
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• pp.3-11
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• 2011

본 연구에서는 제작한 수직형 다엽 콜리메이터를 이용하여 방사선치료에 사용되는 Co-60 감마선 및 6 MV 엑스선의 조사면 크기와 모양을 결정하고 동일한 모양 및 크기의 조사면을 납차폐체로 결정하여 방사선 조사면 내 선량분포 특성을 상호 분석하여 수직형 다엽 콜리메이터의 방사선 조사면 크기 결정에 관한 유용성을 평가하였다. 이를 위해 이온전리함, 유리선량계, 방사선크로믹 필름을 사용하여 선량측정 실험을 수행하였다. Co-60 감마선과 6 MV 엑스선에 대하여 기준조사면의 이온전리함 측정결과 수직형 다엽 콜리메이터의 빔 중심축 선량값이 납차폐체의 선량값보다 각각 5.1%, 4.2% 높게 측정되었다. 그리고 Co-60 감마선에 대한 4개 조사면(기준 조사면, 원형, 삼각형, 십자형)의 유리선량계 측정 결과는 수직형 다엽 콜리메이터의 선량값이 납차폐체의 선량값보다 각각 2.2%, 7.8%, 7.2%, 4.0% 높게 측정되었고, 6 MV 엑스선에 대하여는 수직형 다엽 콜리메이터의 선량값이 납차폐체의 선량값보다 각각 6.7%, 6.2%, 3.8%, 6.2% 높게 측정되었다. 방사선크로믹 필름에서 차폐체의 선량분포곡선 중 최대선량의 80%에서 20%까지의 거리를 나타내는 반음영 크기는 모든 조사면에서 수직형 다엽 콜리메이터의 반음영 크기가 납차폐체보다 Co-60의 경우 2.0~3.5 mm, 6 MV 엑스선의 경우 0.5~1.0 mm 작게 나타났으며 이는 제작한 수직형 다엽 콜리메이터가 임상에 사용되었을 때 반음영의 크기를 납차폐체보다 줄일 수 있음으로써 치료 조사면적 결정시 차폐물의 반음영으로 생기는 방사선치료체적(Treatment Volume, TV)을 최소화시킬 수 있는 장점이 있으리라 판단된다. 아울러 2차원 및 3차원 방사선치료 시 본 다엽 콜리메이터를 이용하여 다양한 방사선치료 조사면을 간편하게 결정하여 사용할 수 있으리라 생각된다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제9권3호
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• pp.137-141
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• 1998

납공 (lead ball)과 쇠공(steel ball)을 고에너지 광자선에 대한 차폐재로 이용하는 것이 가능한가를 평가하고 ,4～10MV 엑스선 차폐를 위한 납공과 쇠공의 물리자료를 구하는 것이 목적이다. 직경이 각각 2.0-2.5mm, 1.5-2.0mm 인 납공 및 쇠공을 폭이 균일한 아크릴 용기에 채워, 두께의 균일성 확인을 위해 MV 엑스선사진을 촬영하였으며, 금속공의 평균 밀도와 4～10MV 엑스선에 대한 선감쇠계수를 측정하였다. 선감쇠계수를 측정할 때 Farmer 이온함을 이용하였으며 산란선의 효과를 최소화하기 위해 70cm 거리에서 조사면크기는 5.5cm$\times$5.5cm로 하였다. 비교하기 위해 납판과 철판에 대해서도 같은 종류의 변수를 구하였다. 금속구를 용기에 채웠을 때 분포는 균일하였으며, 납 -공기 혼합물의 밀도는 6.93g/$cm^3$이었으며, 철-공기 혼합물의 밀도는 4.75g/$cm^3$ 이었다. 납의 밀도에 대한 납-공기 혼합물의 밀도의 비는 0.611, 철에 대한 철-공기 혼합물의 밀도의 비는 0.604이었다. 납-공기 혼합물의 반가층은 4MV, 6MV, 10MV 엑스선 각각에 대하여 1.89cm, 2.07cm, 2.16cm 이었으며 납판 반가층의 약 1.64배였다. 철-공기 혼합물의 반가층은 4MV, 6MV, 10MV 엑스선 각각에 대하여 3.24cm, 3.70cm, 4.15cm 이었으며 철판 반가 층의 약 1.65 배였다. 금속구는 용기속에 고르게 채워질 수 있기 때문에 차폐재료로 쓸 수 있다. 납공과 쇠공이 고르게 채워질 때 밀도는 각각 6.93g/$cm^3$, 4.75g/$cm^3$ 이었으며 각각의 반가층은 납 또는 철의 반가층의 1.65배였다. 밀도와 반가층을 곱한 값은 공이나 판에 대해 같은 값이었다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제5권3호
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• pp.155-159
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• 2011

이 연구의 목적은 방사선 발생 장치에 의한 환자나 작업 종사자들의 피폭과 사용시설에 대한 방어 상태를 조사하는데 있다. 수도권 대학병원의 엑스선 발생장치들을 대상으로 관전압 80 kVp, 관전류 200 mA, 1 sec의 최대 조사조건하에서 제어실출입문, 제어실감시창, 촬영실출입문, 인접주위 등에서 측정하였다. 주당누설선량은 제어실 출입문에서 0.11 mR/week, 제어실 감시창에서 0.15 mR/week, 촬영실 출입문에서 0.12 mR/week, 인접 주위에서 0.06 mR/week로 측정되었다. 그리고 주당평균누설선량은 0.11 mR/week 이었다. 구해진 주당평균누설선량은 기준치 100 mR/week 이하로 나타났으나 누설선량은 주기적인 측정으로 관리가 필요할 것으로 생각된다.

• 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.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제13권3호
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• pp.114-119
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• 2002

조사 선량의 분포를 저해하지 않으면서 정확한 차폐가 가능하며, 짧은 시간 내에 쉽게 환자를 고정할 수 있으며, 치료 중에 환자가 의식을 잃는 경우에도 다치지 않고 지지될 수 있는, 한국인의 체형에 맞는 전신방사선치료를 위한 고정장치를 개발하고 그 효과를 평가하였다. 230 cm의 키, 100 kg의 체중을 가진 성인 환자도 지지될 수 있도록 지름 5 cm의 스텐레스 원형 봉을 사용하여 프레임을 제작하였고, 의자는 환자가 서 있는 상태에서 환자의 키, 몸의 두께에 맞추어 위치 조절이 가능하도록 고안하였다. 가슴부위의 전면 지지대는 1 cm 두께의 아크릴을 사용하여 지지의 기능과 차폐물의 고정 기능을 겸하게 하였고, 등면의 지지대는 1 cm 두께의 아크릴을 5 mm 두께, 3 cm 넓이의 스텐레스 스틸로 테를 둘러 환자의 지지와 엑스선 필름 카세트 고정장치를 겸하도록 고안하였으며 2개의 상부 도르래와 측면의 핸들로 쉽고 정확하게 조절할 수 있도록 하였다. 머리 고정장치는 비닐과 특수 스펀지를 사용하여 쇠약한 환자의 작은 흔들림도 방지할 수 있도록 하였다. 환자를 원하는 위치에 고정하는데 평균 4분 25초가 소요되었고 반복되는 분할조사의 검교정 필름에서 폐의 차폐물의 위치에 차이가 없었으며, 펜텀 실험과 환자치료에서 $\pm$5%의 선량차이를 보였다. 치료중 환자가 의식을 잃은 경우도 수차 있었으나 쓰러지지 않고 지지할 수 있었다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제24권4호
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• pp.280-284
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• 2006

목 적: 원자력의학원에 설치되어 있는 MC50 사이클로트론에서 생성되는 중성자선의 의학적 이용을 위하여 생물학적 특성을 평가하고자 하였다. 대상 및 방법: 35 MeV 양성자를 15 mm 베릴륨 표적에 부딪혀서 생성된 중성자선에 대하여 물리적 방사선선량을 측정한 후 체외실험(in-vitro)을 하였다. EMT-6 세포주(cell line)를 이용하여 $0{\sim}5\;Gy$의 중성자선을 조사 후 생존분획(surviving fraction)을 구하였다. 또한 감마선의 효과를 피하기 위하여 납차폐를 한 후에 동일 조건에서 생존분획을 구하였다. 엑스선 실험에서는 0, 2, 5, 10, 15 Gy를 조사 후 생존분획을 측정하였다. 결 과: MC50의 중성자선은 조사야 $26{\times}26\;cm^2$, 전류 $10{\mu}A$, 깊이 2 cm에서 84%의 중성자와 16%의 감마선으로 구성되어 있었고, 총선량률은 9.25 cGy/min이었다. 엑스선을 이용하여 측정한 생존분획곡선은 선형이차함수모델 (linear quadratic model)을 적용하였을 때 ${\alpha}/{\beta}$비는 0.611 (${\alpha}=0.0204,\;{\beta}=0.0334,\;R^2=0.999$)이었다. 중성자선에 있어서 생존분획곡선은 저선량 영역에서 어깨영역(shoulder area)을 가지고 있었고, 모든 실험에서 선형이차함수모델에 잘 맞았다. ${\alpha}$의 평균값은 -0.315 (범위, $-0.254{\sim}-0.360$)였고, ${\beta}$값은 0.247 (범위, $0.220{\sim}0.262$)이었다. 납차폐를 하였을 때에도 생존분획곡선에서 어깨영역은 없어지지 않았다. 중성자선의 RBE (relative biological effectiveness) 값은 생존분획이 0.1일 때 $2.07{\sim}2.19$ 범위였고, 0.01일 때 $2.21{\sim}2.35$였다. 결 론: MC50에서 생성된 중성자선은 상당량의 감마선을 내포하고 있으며 이것이 생존분획곡선에서 어깨영역이 나타나는 데에 기여하였을 것이다. MC50의 중성자선의 RBE 값은 약 2.2였다.