• 한국방사선학회논문지
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• 제17권5호
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• pp.641-649
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• 2023

본 연구에서는 3D 프린팅 기술을 활용하여 제작한 차폐체의 성능을 비교 분석하여, 고에너지 전자선 치료 시 차폐체로서의 적용 가능성에 대해 알아보고자 한다. 고에너지 전자선에 대한 3D 프린팅 재료의 차폐성능 평가를 위해 실측과 몬테카를로 기반의 모의실험을 수행하였다. 첫 번째, 모의실험에 대한 신뢰성 확보를 위해 IAEA의 TRS-398 권고를 참조하여 선원항 평가를 수행하였다. 두 번째, PLA+W (93%) 재료에 대한 차폐 성능 분석을 위해 3D 프린터를 이용하여 시편을 제작하였고, 전자선 에너지에 따른 두께별 차폐율을 평가하였다. 세 번째, PLA+W (93%)와 기존 차폐체 간 차폐 성능 비교 분석을 통해 전자선 치료 시 필요한 차폐 두께를 산정하였다. 연구 결과, 첫 번째, 실측과 모의실험을 통한 선원항 평가 결과, 1% 이내의 오차로 TRS-398 권고를 만족하여 모의실험에 대한 신뢰성을 확보하였다. 두 번째, PLA+W (93%)에 대한 차폐 성능 분석 결과, 6 MeV 전자선은 3.12 mm에서 95% 이상의 차폐율을 나타냈고, 15 MeV 전자선은 10 mm 두께에서 90% 이상의 차폐율을 나타내었다. 세 번째, 모의실험을 통해 PLA+W (93%) 재료와 기존 차폐체 간 비교 분석을 통해 동일 두께 내에서 텅스텐, 납, 구리, PLA+W (93%), 알루미늄 순서로 차폐율이 높은 결과를 나타내었으며, 6 MeV 전자선은 5 mm 이상, 15 MeV 전자선은 10 mm 이상 두께에서 거의 유사한 차폐율을 나타내었다. 향후 본 연구를 통해 고에너지 전자선 치료 시 PLA+W (93%) 재료를 이용한 환자의 맞춤형 차폐체 제작을 위한 기초자료로서 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 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.

• 한국융합학회논문지
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• 제8권2호
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• pp.113-120
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• 2017

본 실험에서는 전산화단층영상장비에서 패각을 이용하여 제작한 방사선 융합차폐체의 표면 방사선 감소율과 방사선 인공물 영상을 평가하고자 하였다. 방사선 융합차폐체는 실리콘, 패각, 바륨분말을 이용하여 직경 50 mm, 두께 3.5 mm의 원형 차폐체 5종 (실리콘 차폐체, 바륨 차폐체, 실리콘과 패각 혼합 차폐체, 실리콘과 바륨 혼합 차폐체, 실리콘과 패각 그리고 바륨 혼합 차폐체)을 제작하였다. 방사선발생과 획득은 4 다중채널 전산화단층영상장비를 이용하였다. 그 결과 실리콘과 패각 혼합 차폐체가 영상의 인공물 발생 없이 5.3%의 표면 방사선 감소효과가 있었다. 향후 다양한 형태를 만들 수 있는 실리콘의 장점과 패각의 재활용으로 인한 친환경적인 소재로 방사선 융합차폐체 제작에 도움을 줄 수 있으리라 기대한다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제24권9호
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• pp.1132-1137
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• 2020

유방 X선 촬영 장치를 이용한 유방 촬영을 실시할 때 발생되는 불필요한 피폭 선량을 경감시키기 위해 비스무스로 제작한 차폐체를 촬영 부위의 반대 측 유방에 적용했을 때 차폐율 분석을 실시하였다. 오른쪽, 왼쪽을 압박하였을 때 CC와 MLO 검사 시 압박되지 않는 유방의 산란 선량을 알아보기 위하여 비스무스를 차폐하지 않았을 때(Not used : NU그룹)와 차폐했을 때(Used : U그룹)로 구분하여 실험을 진행하였다. NU 그룹의 평균선량은 9.568μSv이었고, U그룹의 평균 선량은 1.038μSv이었다. 비스무스 차폐체 사용 전후의 평균 측정 선량은 89.15% 감소되었다. 유방 촬영용 비스무스 차폐체를 사용하면 산란 방사선을 차폐하여 방사선에 의한 노출을 최소한으로 유지할 수 있다.

• 한국방사성폐기물학회:학술대회논문집
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• 한국방사성폐기물학회 2005년도 춘계 학술대회
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• pp.457-463
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• 2005

현재 HIC는 차폐용기를 이용하여 소내 중간저장시설로 운반되고 있으나, 차폐용기가 국내 방사성폐기물 운반관련 규정에 부합하는지에 대한 논란이 있어왔다. 이에 따라 한국수력원자력(주)에서는 국내 규정 및 IAEA 규정을 만족하는 HIC 전용 운반용기 개발을 추진 중에 있으며, 원자력 환경기술원에서는 이를 위한 개념설계를 수행 중에 있다. 본 연구에서는 원전 현장에서 활용중인 방사성핵종분석 프로그램 자료와 Micro Shield 전산코드를 활용하여 법적기준을 만족하는 차폐체의 두께를 계산하고자 하였다. 차폐체는 구조적 안전성을 고려하여 탄소강으로 결정하였으며, 차폐체의 두께를 HIC 표면선량율 500 R/hr와 100 R/hr의 경우로 각각 나누어 계산하였다. 계산결과 표면선량율이 500 R/hr일 경우 차폐체의 두께가 22 cm, 표면선량율이 100 R/hr일 경우는 차폐체의 두께가 17 cm 일 때 법적 제한치를 만족 하는 것으로 평가 되었다.

• 핵의학기술
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• 제18권1호
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• pp.110-114
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• 2014

PET/CT기기의 발달로 인한 검사시간의 단축과 대중화로 인해 검사건수도 꾸준히 증가하고 있다. 이는 방사선 작업종사자의 피폭선량도 함께 증가시키는 결과를 초래한다. 본 연구는 PET/CT 검사에 있어서 에너지가 강한 $^{18}F-FDG$를 apron을 착용 시 방사선 차폐율을 측정하고 차폐효과를 알아보고자 하였다. 또한 $^{99m}TC$과의 차폐율을 비교하여 방사선 작업종사자의 피폭선량을 최소화하는 것에 목적을 두고 진행하였다. 실험방법은 2013년 5월 2일부터 5월 10일까지 8일간 PET/CT 검사를 위해 본원을 방문한 10명의 환자를 대상으로 하였고 PET/CT 주요 작업공간인 $^{18}F-FDG$ 분배실, 환자 안정실($^{18F}$주사 후 환자 대기장소), PET/CT 검사실 모두 3곳을 선정하여 Apron장착 전과 apron장착 후로 나누어 선량율 변화를 측정하였다. 정확한 측정을 위해서 환자 또는 Source부터의 거리는 1 m로 고정하였다. 또한 Apron의 선량감소율을 비교하고자 $^{99m}TC$의 source에도 같은 방법을 적용하여 측정하였다. 측정결과 $^{18F}FDG$ 분배실에서 L-BLOCK만 있는 경우 평균 $0.32{\mu}Sv$였고 L-block+apron의 경우 $0.23{\mu}Sv$이였으며 두 경우의 선량과 선량율의 차이는 각각 $0.09{\mu}Sv$, 26%로 나타났다. 안정실에서 apron이 없는 경우 평균 $33.1{\mu}Sv$였고 apron이 있는 경우 평균 $22.3{\mu}Sv$였다. 두 경우의 선량과 선량율의 차이는 각각 $10.8{\mu}Sv$, 33%로 나타났다. PET/CT실에서의 apron이 없는 경우 평균 $6.9{\mu}Sv$였고 apron이 있는 경우 평균 $5.5{\mu}Sv$였다. 두 경우의 선량과 선량율의 차이는 각각 $1.4{\mu}Sv$, 25%로 나타났다. $^{99m}TC$은 apron이 없는 경우 평균 $23.7{\mu}Sv$였고 apron이 있는 경우 평균 $5.5{\mu}Sv$였다. 두 경우의 선량과 선량율의 차이는 각각 $18.2{\mu}Sv$, 77%나타났다. 실험결과 환자에게 투여한 후의 $^{99m}TC$의 경우 평균 77%의 차폐율을 나타내었고 $^{18}F-FDG$의 경우 평균 27%의 비교적 낮은 차폐율을 보였다. source 자체만을 비교하였을 때에 $^{18}F-FDG$는 17%의 차폐율을 보였고 $^{99m}TC$은 77%의 차폐율을 보였다. $^{99m}TC$에 비해 낮은 차폐효과이지만 $^{18}F-FDG$ 역시 apron에 대한 차폐효과가 있음을 알 수 있었다. 그러므로 PET/CT 검사에 있어서 $^{18}F-FDG$과 같은 고에너지에 맞는 apron을 착용한다면 방사선 작업종사자의 피폭선량을 최소화 할 수 있을 것으로 사료된다.

• 전자공학회논문지
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• 제51권1호
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• pp.211-218
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• 2014

본 논문에서는 NFC 나 핸드폰, 컴퓨터 등의 정보통신기기에 사용하기 위한 높은 주파수 대역의 전자파 차폐 필름을 개발하기 위하여, 주로 자계를 차폐할 수 있는 니켈 및 실리콘과 철의 합금의 연자성 특성을 연구함에 있어 최적의 합금조성으로 Fe-Si-Cr 합금과 Fe-Ni-Cr 합금의 자성특성에 대하여 연구하였고, 그 결과에 의하여 결정된 합금의 조성비에 따라 각 합금을 용융상태에서 수분산시켜 원형 편상의 연자성 합금분말을 만들었으며, 그들을 수지에 함침시키고 가열 회전 롤러를 이용한 캘린더 가공법으로 두께 0.1 mm 및 1 mm 의 필름을 만든 다음, 저주파에서부터 10GHz 마이크로파대역까지의 전자파에 대한 투자율과 차폐율에 대하여 연구하였다. 또한 본 논문에서는 합금 분말입자의 제조에 앞서, 합금의 투자율을 예측할 수 있는 식을 제안하였으며, 그 식의 합리성을 증명하기 위해 MATLAB을 이용하여 기 발표된 합금들의 투자율과 주파수 특성을 비교적 정확하게 기술하고 있음을 보였고, 그로부터 가장 이상적인 합금의 조성비를 결정하고, 분말입자가 수지에 함침된 필름의 투자율 역시 계산하였다. 전자파 차폐 수지 필름의 차폐율(Shielding Effectiveness)에 대한 시뮬레이션은 HFSS를 이용하였다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제8권6호
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• pp.333-338
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• 2014

최근 의료 분야에서의 불필요한 피폭을 체계적으로 관리해야 한다는 사회적 요구 증가와 더불어 차폐의 중요성이 대두되고 있는 실정이다. 하지만 현재 상용화된 제품은 다양한 의료방사선 분야보다 세분되어 있지 않다. 이에 본 연구에서는 최적화된 차폐재의 구조를 몬테카를로 시뮬레이션을 활용하여 제시하고자 하였다. 모의 추정 결과, 유방촬영 에너지(30 kVp) 스펙트럼에 대하여 단일 차폐재의 경우 $30{\mu}mPb$, 2 mmAl에서 90% 이상의 차폐율을 확인하였고, 이중차폐 구조에서는 0.03 mmPb와 1 mmAl의 설계 시 효율적인 것으로 판단되었다. 또한, 일반촬영 에너지(80 kVp) 스펙트럼에 대해서는 $340{\mu}mPb$, 30 mmAl에서 90% 이상의 차폐율을 확인하였으며, 이중차폐 구조에서는 0.3 mmPb와 1 mmAl의 설계가 유용할 것으로 사료된다. 이러한 결과는 향후 피폭저감을 위한 맞춤형 상용화 제품 개발에 대한 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국자기학회지
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• 제8권6호
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• pp.341-345
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• 1998

상용화된 5종류의 비정질 리본으로 제작한 실린더형 차폐체의 자기차폐효과를 미국재료시험협회(ASTM)에 준하여 연구하였다. 2705M과 2605CO를 이용한 복층 차폐인자는 2705M을 안쪽층으로 한 경우가 2605CO를 안쪽층으로 한 경우보다 상대적으로 2배 이상의 차폐효과를 얻을 수 있었다. 이는 바깥층이 2705M인 경우, 낮은 자기장세기에서 포화되는 2705M이 높은 세기의 자기장을 효과적으로 차폐하지 못하고, 1차적으로 차폐적된 자기장 세기에서 2605CO는 투자율이 낮기 때문이다. 반면 바깥층이 2605CO인 경우, 높은 자기장 세기에서 포화되는 2605CO인 높은 세기의 자기장을 효과적으로 차폐하고 1차적으로 차폐된 자기장 세기에서 2705M의 투자율은 높기 때문이다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제8권4호
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• pp.429-435
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• 2020

본 연구에서는 탄소계 섬유를 이용하여 EMP차페 시멘트 개발을 위해 저 직경 카본섬유 사용량에 따른 시멘트 페이스트의 물리적 특성과 EMP차폐 성능평가를 실시하였다. 사용된 저 직경 카본섬유의 길이는 100㎛의 크기로서 육안으로는 분말형태를 나타내기 때문에 시멘트 혼화재 개념으로 사용하였다. 실험결과 저 직경 카본섬유 시멘트 사용량 대비 5% 사용 하였을시 압축강도 및 EMP차폐에 효과가 있었으며 그 이상의 사용시에는 차폐효과는 증가 하지 않았다. 또한 실험체 두께에 따른 EMP차폐성능 검토 결과 저 직경 카본섬유가 사용되지 않은 Plain은 두께에 따른 차폐율 증가 효과가 없었으나 저 직경 카본섬유가 사용된 실험체들은 두께 증가에 따라 차폐성능이 증가 하였다. 따라서 저 직경 카본섬유 사용량과 실험체 두께에 따른 성능을 비교평가 하였을시 EMP차폐율 증가시키기 위해서는 저 직경 카본섬유 사용량은 5%가 최적이며 사용량을 증가시키는 것보다 두께를 증가시키는 방법이 효과적일 것으로 사료된다.