• 동위원소회보
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• 제20권2호
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• pp.28-30
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• 2005

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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• pp.235-235
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• 2011

진단용 또는 의료용 동위원소들은 안정한 표적물질에 높은 에너지의 양성자가 조사 될 때 핵반응에 의해서 생성된다. 양성자를 충분한 에너지로 가속하기 위해서 이용되는 사이클로트론의 주요 부분은 (1) 진공시스템, (2) 자석시스템, (3) RF 시스템, (4) 외부 이온원, (5) 수직 축 방향빔의 수평방향 전환 시스템, (6) 빔 인출 장치, 그리고 빔전송과 표적장치로 구성된다. 인출된 빔은 표적까지 손실 없이 전송 될 수 있도록 빔 라인에 설치된 광학적 요소에 의해 집속되어 전송된다. 방사성동위원소의 생산량은 양성자 빔의 특성과 표적 물질의 종류에 따라 결정된다. 즉, 표적 물질에 조사하는 입자의 종류, 적절한 핵반응 선택, 최소량의 불순핵종과 원하는 방사핵종의 최대수율을 얻을 수 있는 최적 에너지 범위결정, 표적 물질의 냉각능력과 입자전류의 세기 등을 고려 하여야 한다. 동위원소 생산에 있어서 예측되는 수율은 입자전류와 비례하며, 에너지에 대한 핵반응 단면적 즉, 여기함수를 적분하여 아래와 같이 얻을 수 있다. 주 생성핵종의 생산 효율을 최대로 높이고 불순 핵종의 생성량을 최소로 감소시키기 위해서는 정확한 여기 함수 자료를 바탕으로 최적 입자를 결정하여야 한다. 또한 이론적인 생산 수율은 입자 전류에 정비례하지만, 입자 전류가 클경우 생산수율은 이론적인 수율보다 적다. 입자빔의 불균일성, 표적의 방사선 피폭에 의한 손상, 높은 입자전류에 의해 발생하는 열로 인하여 생성 핵종이 증발하여 생산 수율이 감소된다. 본 발표에서 방사핵종 C-11과 Tc-99m을 개발하기 위한 최적 조건에 관한 연구결과를 보고하고자 한다.

• 한국에너지공학회:학술대회논문집
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• 한국에너지공학회 2004년도 추계 학술발표회 논문집
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• pp.311-316
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• 2004

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
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• pp.173-173
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• 2012

사이클로트론은 암진단에 사용되는 방사성동위원소를 생산하기 위한 중요한 입자 가속장치이다. 현재 핵의학 의료진단에 필요한 방사성동위원소를 제공하기 위해 세계적으로 사이클로트론의 활용도가 점점 증가하고 있다. 한국원자력의학원에 설치된 MC50 (양성자 최대 가속에너지 50 MeV, 60 uA)과 C30 (양성자 최대 에너지 30 MeV, 250 uA) 사이클로트론은 생명의학, 반도체 검출기, 핵자료 데이터, 방사성동위원소 개발 등 다양한 분야의 연구를 지원하고 있다. MC50 사이클로트론은 수소 입자를 포함하여 중양자, 알파 입자를 가속할 수 있으며 중성자 빔을 인출 할 수 있다. 수소 음이온 또는 양이온을 가속 할 수 있으며 표적에는 고에너지의 양이온이 조사되며, 핵반응을 통해 방사성동위원소가 생성된다. 양성자 빔을 이용하여 암세포를 사멸 시키는 치료법, 돌연변이로 새로운 종의 개발 등 다양한 응용성이 있다. 하전입자를 가속하는 사이클로트론의 주요 구성요소는 (1) 진공시스템, (2) 전자석 시스템, (3) 고주파 시스템, (4) 이온원 (5) 빔 인출장치 (6) 빔전환 장치 (수직에서 수평 방향으로 전환), (7) 빔 집속 및 진단 장치 등 이다. 본 발표에서는 85년부터 운영한 MC50 사이클로트론과 02년부터 가동된 사이클로트론의 운영 현황 및 다양한 응용분야와 향후 RI 빔 인출을 위한 계획을 소개하고자 한다.

• 핵의학기술
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• 제14권2호
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• pp.177-180
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• 2010

PET 검사의 의료보험 급여화 및 연구용 수요가 증가하면서 작업종사자들의 피폭이 문제가 되고 그 문제점들을 해결하기 위해 고가의 의료장비 구입이 필요하게 되었다. 하지만 cyclotron실에서 운영하는 장비들은 수 천만원에서 수 억원을 호가하는 고가의 장비들이 많이 있어 의료기관에서 구입하기 어려운 점이 있다. 작업자가 원하는 기능만 갖춘 장비를 해당 부속품 구입이 가능하다면 적은 비용으로도 충분히 자체 제작할 수 있다. 국립암센터 핵의학과에서는 적은 비용으로 장비를 제작, 사용하고 작업자의 업무까지 개선한 두가지 의료장비를 사례 별로 소개하려고 한다. 첫 번째 사례는 방사성동위원소($^{18}F$) 분주장치로 국립암센터 핵의학과 cyclotron실에서는 의공학과와의 협력으로 시중에서 구할 수 있는 아크릴판 1개, 3-way valve 7개, tubing 등을 구하여 분주기 본체를 만들어 hot cell 내부에 설치하고, switching box를 hot cell 밖에 설치하여 외부에서 분주장치를 조절할 수 있게 제작하였다. 이 제작된 분주기 본체를 cyclotron에서 생산된 방사성동위원소 transfer line에 설치하였다. 두 번째 사례는 $^{18}F$-FDG 자동 분주기로 국립암센터 핵의학과 cyclotron실에서는 의공학과와의 협력으로 분주기의 본체가 되는 부분은 cavro pump syringe를 사용하였고, 일정량을 분주할 수 있는 프로그램은 의공학과가 자체 제작하였다. $^{18}F$-FDG 자동 분주기는 hot cell 내부에 설치하고 자동분주기에 케이블선을 사용하였으며 hot cell 밖의 PC에 연결하여 PC에서 $^{18}F$-FDG 자동 분주기를 조절할 수 있게 제작하였다. 첫 번째 사례인 방사성동위원소($^{18}F$) 분주장치는 2007년 3월부터 현재까지 국립암센터에 cyclotron실에서 사용해 본 결과 생산된 방사성동위원소를 switching box를 사용하여 간단하게 원하는 방사성의약품 합성 module로 보낼 수 있었고, collecting vial 내 transfer line을 조정하여 생산된 방사성동위원소를 여러 합성 module로 분배할 수도 있게 되었다. 두 번째 사례인 $^{18}F$-FDG 자동 분주기는 2009년 8월부터 현재까지 국립암센터에 cyclotron실에서 사용해 본 결과 원하는 vial에 방사성의약품을 분배할 수 있었다. 두 가지 사례를 통하여 국립암센터 핵의학과 cyclotron실에서 고가의 장비를 최소가격으로 자체 제작하여 비용 절감 효과를 얻을 수 있었고 작업종사자의 방사선 피폭량을 감소시켰으며 다수의 부서가 협력하여 자발적으로 공동의 문제를 해결하는 프로세스를 확립시켰다.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제40권1호
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• pp.49-55
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• 2017

의료기관 내 핵의학 종사자는 방사성동위원소 취급 시 사용하는 선원의 종류, 방사능량, 차폐기구의 사용 여부에 따라 종사자 개인별로 광범위한 피폭선량을 나타낼 수 있다. 이에 본 연구에서는 몬테카를로 기법을 기반으로 한 모의실험을 통해 진단용 방사선원 취급 시 종사자의 장기별 선량평가와 L-block 차폐기구 사용에 따른 선량감소효과를 분석하였다. 그 결과, 방사선원의 취급 위치에 근접할수록 높은 장기선량 분포를 나타내었고, ICRP 조직가중치에 따라 유효선량 분포가 상이한 양상을 보였다. 또한 L-block 두께에 따른 선량감소효과는 차폐두께 증가에 따라 지수함수 분포로 감소되는 경향을 나타내었으며, 방사선원별 선량감소효과는 방출하는 감마선 에너지에 비례하여 낮은 차폐효과를 보였다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제25권1호
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• pp.8-14
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• 2014

의료분야에서 방사선 진료기술의 발전에 따라 방사성폐기물의 수량은 급속히 증가하고 있다. 방사성폐기물에는 주로 PET/CT에 사용하는 $^{18}F$을 비롯하여 핵의학검사에 사용하는 $^{99m}Tc$ 등과 같이 반감기가 매우 짧은 방사성동위원소가 함유되어 있다. 이를 처분하기 위하여 국제원자력기구(IAEA)는 개인선량($10{\mu}Sv/y$) 및 집단선량(1 man-Sv/y)과 핵종별 농도에 근거하여 각각 폐기물의 규제해제기준을 제시(IAEA Safety Series No 111-P-1.1, 1992 및 IAEA RS-G-1.7, 2004)하였다. 이 연구에서는 IAEA 기준에 따른 방사능농도를 측정하기 위하여, $^{18}F$, $^{99m}Tc$, $^{123}I$, $^{125}I$ 및 $^{201}TI$ 관련 방사성폐기물을 수집하고 측정용기를 준비하였다. 그리고 MCA를 이용한 감마방사능 측정, 감마계수기를 이용한 감마방사능 측정, 베타입자 방출 핵종의 방사능 측정방법 및 절차를 수립하고, 표준물질을 제작하여 교정하였다. 측정결과를 근거로 방사능 감쇠 유도식을 산출하였으며, 이를 이론식과 대비하여 고찰하였다. 이 연구 결과는 ISO 표준으로 추진할 예정이다.

• 핵의학기술
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• 제21권2호
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• pp.13-27
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• 2017

국내 의료용 방사성폐기물 자체처분과 관련하여 심사과정에서 많은 보완을 거치게 되고, 이 과정을 통과함에 많은 어려움을 겪고 있다. 이에 따라 의료용 방사성폐기물의 자체처분시 기본적인 가이드라인을 제시함으로써 의료기관의 방사성 폐기물 처리효율을 높이고자 한다. 2015년부터 2016년까지 국내 15개 의료기관의 의료용 방사성폐기물 자체처분 절차서 및 계획서 작성 시 보완 요청된 사항들을 비교 검토하였으며, 이와 관련하여 원자력 안전법 관련 규정을 기준으로 방사성폐기물 자체처분 시 서류작성에 필요한 세부 작성안 들을 도출하였다. 한국원자력안전기술원의 대표적인 보완요청사항들로는 비가연성 폐기물의 처분방법, 자체처분 예정 폐기물의 저장방법, 폐기물 자체처분의 정당성 및 자체처분 전 조치사항, 배기필터의 기준방사능 및 보관기간 산출, 폐기물 수량 측정 용기 보유 여부 및 증빙자료, 감마카운터 사용 시 측정효율 증명자료 첨부임을 확인할 수 있었다. 또한 의료 방사성 폐기물 자체처분 가이드라인 구축을 통해 방사성동위원소 핵종 및 발생유형별 분류기준 등을 명확히 제시하였다. 이를 통해, 자체처분 서류 작성에 따른 시간의 단축과 업무대행 지출비용이 발생되지 않음을 확인할 수 있었고 방사성 폐기물의 장기간 보관에 따른 보관시설의 저장효율이 좋아지고 경제적 비용도 절감됨을 알 수 있었다. 본 가이드라인을 바탕으로 방사성폐기물 자체처분의 실무적인 어려움을 겪고 있는 관계자들의 업무효율 향상에 기여할 것으로 사료된다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제15권4호
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• pp.210-214
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• 2004

PET에 사용되는 조영제는 생산과정 중에 다량의 중성자가 발생한다. 발생된 중성자는 주로 콘크리트 구조물로 차폐를 하게 되며 가속기 시설의 차폐 평가는 구조물 외부로 방출되는 방사선의 선량을 측정하게 된다. 즉 콘크리트를 통과하면서 에너지를 잃은 중성자와 콘크리트를 이루는 물질과 중성자간의 상호작용으로 생성되는 광자의 선량을 측정하여 선량을 평가하게 된다. MCNPX 코드2)를 이용하여 가속기 시설의 콘크리트 구조물 외부로 방출되는 중성자 선량과 광자선량을 계산한 결과, 원자력법에서 정한 법정 제한 선량에 훨씬 못 미치는 것을 알 수 있었다.

• 한국융합학회논문지
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• 제9권7호
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• pp.87-93
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• 2018

본 연구는 핵의학과에서 많이 사용하고 있는 $^{99m}Tc$, $^{123}I$, $^{201}Tl$, $^{18}F$, $^{13}1I$를 비스무트 차폐체에 투과시킨 후 방사성동위원소의 종류와 측정 거리변화에 따라 차폐율을 알아보고자 하였다. 실험을 위해 납당량 0.25 mmPb, 비스무트 차폐체 6장을 두께가 두꺼워 질수록 1.50 mm까지 한 장씩 겹쳐 사용하였고, 거리를 30 cm, 50 cm, 100 cm로 두고 투과선량을 측정하였다. 그 결과 두께가 두꺼워질수록 차폐율이 높게 측정되었고 거리를 멀리할수록 측정값은 작아졌다. $^{99m}Tc$보다 $^{123}I$와 $^{201}Tl$의 차폐율이 가장 높게 나타나 차폐효과가 우수한 것을 확인하였고, $^{18}F$와 $^{131}I$는 고에너지와 ${\beta}$선으로 인해 차폐체가 없을때보다 차폐체가 있을때 차폐효과가 떨어지는 것으로 나타났다. 실험결과를 참고하여 방사성동위원소의 종류에 따라 비스무트 차폐체를 사용한다면 핵의학 종사자들의 피폭 저감화와 피폭관리 방안에 도움을 줄 수 있을 것으로 생각된다.