• 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.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제26권2호
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• pp.37-42
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• 2003

목 적 : 전산화 단층촬영장치는 방사선을 이용한 질병의 진단에 중추적인 역할을 하는 장비이다. 시대의 흐름과 과학기술의 발달로 전산화 단층촬영장치도 그 발전을 거듭해왔고 앞으로도 전산화 단층촬영장치를 이용한 검사는 더욱더 증가하리라 생각된다. 검사의 증가와 함께 산란선에 노출될 기회가 많아질 것이라는 생각 또한 사실이다. 이에 전산화 단층촬영실의 제어실내 환자 보기창 앞과 환자 및 보호자들이 출입하는 출입문 외측 그리고 환자 검사 시 촬영실내에서의 산란선 발생률을 측정하였고 산란선의 피폭을 가장 최소화 할 수 있는 방법을 알아보고자 하였다. 대상 및 방법 : 2001년 11월부터 서울소재 13개 종합병원 및 대학병원에 설치 운용중인 전산화 단층촬영장치 25를 대상으로 하였다. 촬영조건은 피폭선량 측정시 제조업소에서 권고 하고있는 촬영조건을 사용하였고, 이때 피사체는 피폭선량 측정용 DALI CT 피폭선량 측정용 두부용 팬톰(${\phi}16\;cm$ Plexglas)과 복부용 팬톰(${\phi}32\;cm$ Plexglas)을 사용하였다. 산란선의 측정은 환경방사선 측정용 Survey Meter인 Radical Corporation, model $20{\times}5-1800$, Electrometer/Ion chamber, S/N 21740에 Reader(Radiation Monitor Controller model 2026)과 G-M Survey를 이용하였다. 산란선의 측정위치는 전산화 단층촬영실에서 방사선 작업종사자가 주로 활동하는 제어실내 환자 보기창 앞과 환자 및 보호자들이 출입하는 출입문 외측 그리고 피사체 스캔시 등선량중심점(isocenter)으로부터 100 cm되는 지점에서 측정하였다. 결 과 : 각 병원에서 설치 운용중인 전산화 단층촬영실내 작업환경은 해당병원의 상황에 따라 많은 차이를 보이고 있었고 산란선의 발생유무는 다음과 같았다. 1) 전산화 단층촬영장치의 등선량중심점(isocenter)에서부터 제어실내 환자 보기창 사이의 거리는 평균 377 cm이였고 이때 산란선은 거의 검출되지 않은 곳에서부터 약 100 mR/week까지 다양한 분포를 보였으나 주당 허용선량인 $2.58{\times}10^{-5}\;C/kg$(100 mR/week)이내의 조건을 만족하고 있었다. 2) 전산화 단층촬영장치의 등선량중심점(isocenter)에서부터 환자 및 보호자가 출입하는 출입문 외측까지의 거리는 평균 439cm이었고, 이때 산란선은 거의 검출되지 않은 곳부터 다양한 분포를 보였으나 대부분의 병원에서 주당허용선량인 $2.58{\times}10^{-6}\;C/kg$(10 mR/week)이내의 조건을 만족하고 있었다. 3) 피사체를 스캔할 때 등선량중심점(isocenter)에서부터 100 cm되는 곳에서의 산란선량은 장비에 따라 많은 차이가 있었다. 결 론 : 진단용 방사선발생장치에서 전산화 단층촬영장치의 이용은 나날이 증가하고 있고 다른 일반 X-선 촬영과 비교했을 때 진단영역이 매우 높지만 방사선으로 인한 피폭과 산란선에 노출될 가능성이 매우 높다. 전산화 단층촬영실에서 산란선으로부터 조금이라도 자유로워지기 위해서는 설계단계에서부터 충분한 공간 확보가 우선되어야하고 모든 검사에서 방사선사는 최소의 선량으로 최상의 영상을 제공할 수 있는 다양한 기술개발에 더욱 노력을 아끼지 말아야 할 것으로 생각된다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제16권7호
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• pp.825-833
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• 2022

3D 프린팅 기술은 재료공학의 발전과 더불어 출력할 수 있는 재질이 늘어가고 있으며 방사선 분야에 이용될 수 있는 재료들 또한 증가하고 있는 추세이다. 그렇기에 사용되는 재료들의 성분과 밀도에 따라 적용되는 분야가 달라지고 응용이 될 수 있기에 재료들의 성분과 특성 또한 고려해야 한다. 본 연구는 FDM(Fused Deposition Modeling) 방식의 3D 프린터를 이용하여 각 성질이 다른 필라멘트를 10개를 선정하고 진단용 X선 발생장치를 이용하여 신호강도를 측정하고 CT를 통하여 CT number를 측정하여 뼈와 유사한 물질을 찾고자 하였다. 그 결과 뼈와 유사한 신호강도와 CT number가 측정된 Silicon carbide라는 물질을 발견하였고. 추후 연구를 통해 인체의 뼈와 유사한 밀도를 가진 다양한 연구에 기초자료로 제시될 것으로 사료된다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제6권6호
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• pp.447-454
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• 2012

본 연구는 진단용 X선 발생장치의 성능을 검사하기 위해 직선성(Linearity), 재현성(reproducibility) 및 반가층(Half Value Layer; HVL)을 실험하였다. 직선성(Linearity)은 설정된 조사조건으로 한 장비 당 4회씩 조사하여 측정된 선량을 기록하고 mR/mAs를 구하여 측정하였으며, 측정값이 0.1을 초과하면 직선성이 떨어지는 것을 알 수 있다. 재현성(Reproducibility)은 80kVp, 200mA, 20mAs와120kVp, 300mA, 8mAs의 조건으로 10회 조사하여 변동계수(CV) 공식에 대입하여 측정한 값이 0.05안에 포함되면 양호하게 나타나는 것을 알 수 있다. 반가층(Half Value Layer: HVL)은 filter가 없을 때 설정된 조건으로 3회 조사하여 측정한 후 부가필터용 반가층 물질로 사용하여 필터의 두께를 0, 1, 2, 4 mm로 바꾸어 가며 부가필터가 없을 때의 $\frac{1}{2}$이하인 측정값이 나올 때 까지 측정한다. 현재 본원에서 사용하는 진단용 X선 발생장치 5대를 대상으로 직선성, 재현성, 반가층을 측정한 결과 직선성은 1번 장비에서는 300mA~400mA, 5번 장비에서는 100mA~200mA 부근에서 양호하지 않았으며, 반가층 측정에서는 80kVp 측정치에서 1번 장비에서 검사기준을 만족하지 못하였다. 출력은 단상에 비해 삼상장치가 높게 나왔다. 실험을 통하여 밝혀진 결과를 토대로 정기적인 장비관리와 노후 된 장비의 교환 등이 이루어진다면 장비 사용의 효율성을 극대화 할 수 있으며, 방사선 피폭선량을 줄임과 동시에 영상의 화질을 향상시킬 수 있어 정확한 진단에 기여할 수 있을 것으로 사료된다.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제28권1호
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• pp.25-33
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• 2003

악성 종양 진단에 사용되고 있는 방사성 동위원소 $^{67}Ga$의 대량생산을 위한 자동화장치를 개발하였다. $^{67}Ga$은 조사된 $^{68}Zn$ 농축타켓에서 분리 생산하며 생산방법으로는 크게 용매추출법과 이온수지 법이 이용된다. 분리과정을 자동화하기 위해서 전도도 측정 장치, 화학처리 초자, 에어 공급 및 용액공급튜브, 밸브들로 이루어진 분액장치와, 이 장치를 구동하고 제어하는 PLC 기반 콘트롤러 및 사용자 직접제어용 모니터링 장치로 구성된 시스템을 개발하였다. 개발된 시스템을 사용함으로써 생산 중에 발생되는 불필요한 방사선 피폭으로부터 생산자를 보호할 뿐만 아니라, 생산시간의 단축, 생산효율의 증대로 $^{67}Ga$ 대량 생산이 가능하게 되었다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제6권2호
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• pp.137-142
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• 2012

본 연구는 구강 내 방사선 촬영 시 동일조건 하에서 촬영장비의 기종을 다르게 한 경우와 동일 기종에서 노출조건을 일정하게 하였을 경우 획득되는 방사선의 선량변화를 알아보고자 하였다. 장비의 기종에 따른 변화를 알아보기 위해 3대의 각기 다른 촬영 장치를 이용하여 상악 전치부, 소구치부, 대구치부의 3가지의 촬영조건을 이용하여 선량을 측정하였고 장치의 재현성 검사를 위해서 각 장치에 동일한 조건으로 3회 조사하여 선량변화를 알아보았다. 선량의 측정은 반도체 측정기를 사용하였으며, 필름의 농도값을 획득하여 진단에 유효적인 범위에 만족하는지 분석해 보았다. 같은 촬영기를 사용하여 실험한 결과 각 부위별로 선량의 차이는 최대값과 최소값이 적게는 3배 많게는 10배의 선량 차이를 보였다. 흑화도의 범위 또한 적절한 범위인 0.25~2.0를 초과한 2.10~2.95의 허용범위를 보였다. 동일한 촬영기로 특정 부위를 같은 조건에서 촬영하더라도 측정된 선량값은 큰 차이를 보였으며 필름의 농도 분석의 결과 적합한 농도 분포를 보이지 않았던 것으로 나타났다. 이는 환자의 재촬영을 발생시킬 수 있으며 진단시 오류를 일으킬 수 있어 환자의 피폭에 직 간접적인 피해를 일으킬 수 있다. 따라서 치과 방사선 촬영장치 또한 정기점검이 필요할 것으로 생각되며 표준화된 촬영조건과 현상조건이 제공되어야 한다고 사료된다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제10권7호
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• pp.539-543
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• 2016

본 연구는 진단용 X선 발생장치에서 조사야 외부의 산란선량을 감소시켜 환자의 피폭 선량을 감소시키기 위한 방법이다. 자체 제작한 $150{\times}190mm^2$ 납판을 콜리메이터 하단에 부착함으로써 조사야 이외의 부위에 도달하는 산란선량을 감소시키고자 하였다. 납판을 추가로 삽입 후 X선 관축방향인 X-축의 산란선량을 측정한 결과 26 ~ 36% 감소하는 것으로 나타났으며, 관축의 수직 방향인 Y-축 방향에서는 납판의 사용 유무에 따른 산란선량은 큰 변화를 나타내지 않았다. 이러한 결과는 콜리메이터 Shutter에 의해서 발생하는 산란선 보다는 초점 근방에서 발생하는 초점외 X선에 의한 산란선 영향이 크다는 것을 의미한다. 따라서 기존의 콜리메이터 하단에 추가로 납판을 설치하는 것이 조사야 외부의 X-축 산란선량을 감소시키는 방법으로 판단되어진다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제9권3호
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• pp.131-137
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• 2015

본 연구의 목적은 기존에 사용 중인 X선 발생장치의 촬영대를 따뜻하게 가열하면서도 X선 감약이 적은 탄소나노튜브(carbon nano tube, CNT) 발열체를 사용하여 가열장치를 구비한 X선 발생장치용 부착형 촬영대의 고안 및 설계를 하고자 한다. 고안된 제품의 구성은 부착형 탄소발열체 촬영대로서 기존 X선 촬영대, 탄소나노튜브 면상발열체, 전극선, 난연 처방된 보호필름과 바닥필름으로 구성되어 있다. 본 고안 제품의 특징과 장점은 냉기(冷氣)를 느끼는 촬영대에서 환의를 착용하고 검사를 받는 환자에게 온화한 느낌과 안전감을 제공하고 심적인 불안감을 해소하여 검사에 도움을 줄 수 있기 때문에 임상 적용을 적극 권장하는 바이다.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제39권3호
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• pp.150-158
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• 2014

각 의료기관 내 방사선 관련 종사자나 방사선 치료환자들은 진단 및 치료 시 필연적으로 의료상 피폭을 수반하게 된다. 국제방사선방호위원회(ICRP) 권고나 국제원자력기구(IAEA)의 기준에 따라 기준선량 제약치를 적용 및 권고 받고 있지만 1차 피폭대상자인 종사자나 환자들의 피폭최적관리를 위해서는 잠재적인 피폭대상자들에게 기존의 피폭관리 시스템보다 직접적이고 가용성이 높은 측정 및 분석 방법이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 기존에 구비된 휴대용 단말과 연동하여 원거리에서 실시간으로 방사선 모니터링이 가능한 시스템을 개발하였다. 모니터링 시스템은 검출부, 영상부, 통신부 세 부분으로 구성되었다. 검출부는 시스템의 소형화를 위해 실리콘 광증배소자(silicon photomultiplier) 기반 섬광검출기를 설계하였으며, 영상부는 무선 CCD (charge-coupled device)카메라 모듈을 사용하여 검출부와 함께 Bluetooth 통신모듈을 통해 휴대용 단말로 측정된 방사선 정보와 영상이 전송된다. 제작된 시스템은 성능 평가를 위해 진단용 X-ray 발생장치와 $^{137}Cs$, $^{22}Na$, $^{60}Co$, $^{204}Tl$, $^{90}Sr$ 선원을 사용하였다. 측정결과를 통해 개발된 시스템은 gamma, beta, X-ray에 대해서 검출 반응성을 확인하였고, 방사선 세기에 따른 응답 선형성과 MCNPX 전산코드를 이용한 측정 거리에 따른 시스템의 검출 정확도 평가 시 3% 내외의 오차범위를 확인하였다. 본 연구의 결과는 방사선 검출 시스템 구성의 비용절감 효과와 개인피폭정도관리에 기여할 것으로 기대한다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제14권7호
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• pp.891-898
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• 2020

최근 납으로 제작된 차폐체의 문제점이 대두되면서 대체 할 수 있는 차폐체 연구는 필수적이며 3D프린터로 진단용 X선 차폐체 제작에 관한 연구도 활발히 이루어지고 있다. 최근 금속 혼합 필라멘트의 개발로 쉽게 차폐제 제작이 가능해졌지만 3D 프린터의 노즐 크기나 출력설정에 관한 연구는 미비하다. 이에 본 연구는 Brass filament와 3D프린터로 노즐 크기와 층 높이에 따라 차폐체를 출력하고 진단용 방사선 발생장치를 이용하여 차폐율 실험을 통해 결과를 비교분석 하고자 한다. 노즐 크기는 0.4, 0.8 mm, 층 높이 0.1, 0.2, 0.3, 0.4 mm로 변화하여 출력하였고, 차폐율 시험은 40 mAs로 고정하고, 60, 80, 100 kVp로 각각 실험하여 차폐율을 분석하였다. 분석결과 노즐 크기와 층 높이에 따라 출력시간을 1/10로 줄일 수 있었으며, 1% 이상 차폐율도 높일 수 있는 것으로 분석되었다.