• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제31권2호
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• pp.97-104
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• 2006

최근 방사선 치료 및 진단 분야에서 선량 측정을 위하여 다양하게 사용되고 있는 MOSFET 선량계는 검출부위가 실리콘으로 이루어져 있으며 다른 검출기들과 마찬가지로 어느 정도의 에너지 의존도와 방향 의존도를 보인다. 따라서 MOSFET 선량제가 공기 중이 아닌 모의피폭체 내에서 선량 측정에 사용될 경우 낮은 에너지를 갖는 산란 광자 등 이차 광자들로 인하여 선량을 실제보다. 높게 평가하게 된다. 본 연구에서는 MOSFET 선량계의 에너지 의존도와 방향 의존도로 인하여 발생하는 오차를 보정하기 위한 선량보정인자를 몬테카를로 전산모사 기법을 이용하여 계산하였다. 먼저 사용되는 인형 모의 피폭체의 체적소 모의피폭체(Voxel Phanom)를 CT 영상을 이용하여 제작하였으며 제작된 체적소 모의 피폭체를 몬테카를로 전산코드로 구현한 후, 모의피폭체 내 각 선량계 지점에서 입사하는 광자의 에너지 및 방향별 에너지 스펙트럼을 계산하였다. 각각의 선량계 지점에서 0.662 MeV와 1.25 MeV의 광자빔을 고려하였으며 또한 MOSFET 선량계의 방향은 실리콘 베이스 방향과 에폭시 방향을 고려하였다. 주어진 선량제 지점에서의 선량보정인자는 계산된 에너지 의존도들의 중간간을 이용하여 결정하였으며 이렇게 결정된 각 선량계 지점에서 선량보정인자는 0.89-0.97 범위의 값들을 나타내었다. 본 연구결과에 따르면 MOSFET 선량계를 이용하여 인형 모의피폭체 내에 선량을 측정할 때 에너지 의존도와 방향 의존도를 고려하지 않을 경우 측정 위치에 따라 $3{\sim}11%$ 정도의 측정오차가 발생할 수 있다. 그러므로 인형 모의피폭체 내의 선량을 정확하게 측정하기 위해서는 선량보정인자를 각 선량계에 필히 적용해주어야 한다.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제11권1호
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• pp.37-43
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• 1986

ICRU 구(球)를 피사체(被射體)로 하여 300 keV 중성자(中性子)의 방사선량(放射線量) 관계량(關係量)을 평가(評價)하였다. 피사체내(被射體內)의 선량당량(線量當量) 분포(分布)를 직접(直接) 산정(算定)하기 위해 중성자(中性子)-광자(光子)-하전입자(荷電粒子) 결합수송(結合輸送)을 다룰 수 있는 몬테칼로 코드 NEDEP을 사용하였다. 계산결과(計算結果) 얻은 방사선량(放射線量) 관계량(關係量)은 다음과 같다. 심부선량당량지수(深部線量當量指數) $H_{I,d}:1.78{\times}10^{11}\;Sv-cm^2$ 표층선량당량지수(表層線量當量指數) $H_{I,s}:2.08{\times}10^{-1}\;Sv-cm^2$ 주위선량당량(周圍線量當量) $H^*(0.07):1.70{\times}10^{-11}\;Sv-cm^2$ 주위선량당량(周圍線量當量) $H^*(10):1.78{\times}10^{-11}\;Sv-cm^2$ 실효선질계수(實效線質係數) $\bar{Q}^*(10):12.4$

• 한국방사선학회논문지
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• 제16권5호
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• pp.603-609
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• 2022

본 연구에서는 핵의학 분야에서 사용 빈도가 높은 방사성 동위원소 ^99mTc, ¹⁸F을 대상으로 물 팬텀과 전리함을 이용한 실측 데이터와 몬테카를로 법 기반의 모의실험 계산을 통해 인체 내 선량 분포를 평가하여 분석하였다. 실험 결과, 방사성 동위원소를 중심으로 거리가 멀어질수록 선량이 지수함수적으로 감소하는 것으로 나타났으며, 특히, 5 cm 이격 시 급격히 감소하는 경향을 보였다. 이를 수치상으로 보면, ^99mTc의 경우 0.16 ~ 2.16 pC/min, ¹⁸F의 경우 0.49 ~ 9.29 pC/min 범위에서 형성되었다. 또한, 결과값을 이용하여 계산한 에너지 전달계수는 0.240 ~ 0.260 범위에서 실측값과 시뮬레이션 결과값이 유사하게 나타났다. 이와 같은 결과는 실험 결과값에 대한 신뢰도를 확보한 것으로 판단이 되며, 특히, 인체 내 선원 집적 시 선원 이동 경로를 중심으로 4 cm 이내에 위치한 장기에 선량이 많이 전달될 수 있다는 것을 의미한다. 본 연구는 방사성 동위원소에 의한 내부피폭 선량을 정량적으로 평가하기 위해 선원에서 발생하는 방사선 분포를 계산 하였으며, 실측과 모의실험 결과를 비교 분석을 통해 신뢰도가 높은 결과값을 제시할 수 있었다. 무엇보다도 계측기를 통해 체내 방사선 분포를 직접 측정하여 제시한 부분에서 큰 의미를 가지고 있다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제12권2호
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• pp.243-252
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• 1994

원격조종 아프터로딩에 의한 고선량율 관내삽입조사는 체내 발생된 종양에 방사선원을 근접시켜 치료하는 방사선요법으로서 신속한 선량계산과 선량의 정확성 및 다양한 모양의 최적선량분포가 요구된다. 저자들은 크기가 작고 선량율이 높은 고선량율의 방사성동위원소에 대한 정확한 조사선량과 최적선량분포를 얻기 위하여 수학적인 콤퓨터 계산프로그램과 실측으로서 비교하였다. 고선량율 선원에 의한 방사선 조사선량과 조직내 흡수선량분포는 각각 Sievert적분식과 Meisberger의 다항식을 이용하여 작성하였다. 종양크기와 모양에 가장 알맞는 선량분포의 최적화를 실현하기 위하여 저자들은 치료기준점의 선량을 일정한 값으로 고정시키고 선원의 조사시간을 조정하는 선형반복 계산방정식을 이용하였다. 모형선원이 장착된 아프터로딩관을 삽입하고 조준엑스선으로 촬영하여 종양부위를 결정한 후 콤퓨터의 도움으로 아프터로딩관의 축과 평행한 등량곡선 또는 과일모양의 선량분포 및 기관지 모양의 등선량분포가 성취되도록 선량최적화를 시행하였고 선량계에 의한 실측치와 오차가 $3\%$이하로 잘 일치하였다.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제30권1호
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• pp.1-7
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• 2005

방사선치료용 고정기구 재질로 사용되는 아크릴을 탄소 섬유로 대체할 목적으로 양 재질의 특성을 방사선량 감쇄와 모의촬영 및 고에너지 확인 영상 측면에서 비교 분석하였다. $30{\times}30cm$ 크기의 2mm 두께의 탄소 섬유판과 6mm 두께의 아크릴판을 선형가속기의 차폐 선반 위치 및 폴리스티렌 팬톰 표면에서 0cm, 5cm, 10cm에 위치시키고, 0.6cc Farmer형 이온전리함으로 측정을 시행하였다. $10{\times}10cm$ 조사야에 4W 광자선을 이용하여 선량을 300MU/min로 50MU를 조사하였다. 선원-팬톰 거리는 120cm였으며, 선량보강은 1cm이었다. 각각의 위치에서 각 재질을 두께를 달리하는 중침 조건에서 3회 반복측정 하였으며, 각각의 경우 대조군인 개방 조사야에 대한 투과율을 얻었다. 영상소견은 통상적 모의촬영조건에서 비교하였다. 동일 두께의 탄소 섬유는 아크릴 보다 방사선 감쇄율이 약 1% 정도 높으나, 동일 강도에서는 방사선 감쇄율이 낮았다. 탄소 섬유는 아크릴과 비교하여 팬톰 표면에 밀착된 경우 선량을 약 2%정도 증가시키나, 표면에서 떨어져있는 경우에는 아크릴에 의하여 작게는 $2{\sim}3%$ 많게는 $5{\sim}7.5%$ 정도 감소된 체내 방사선량 분포를 $97{\sim}99%$ 정상화시켰다. 임상적으로 아크릴판 20 mm 판 2장이 중첩된 고정기구 부분을 방사선이 통과하는 상황이 존재하며, 이 경우 탄소 섬유 8 mm의 방사선 투과율은 폴리스티렌 팬톰 표면 0, 5, 10 cm에서 각각 1.008, 0.991, 0.976이며 아크릴 40mm는 각각 0.916, 0.855, 0.815으로, 아크릴에 의해 $8{\sim}18.5%$ 정도 감소된 체내 방사선량 분포를 2.4% 이내 감소로 호전시켜 $87{\sim}100%$ 정상화시킴을 확인하였다. 탄소 섬유의 모의촬영 영상이 통상 영상소견에 주는 악영향은 없었다. 탄소 섬유는 아크릴에 비하여 고정기구 재질로서의 두께 및 무게 감소, 강도유지, 체내 방사선량 감쇄 측면에서 월등하므로 향후 적극 이용되어야 하겠다.

• 한국원자력학회:학술대회논문집
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• 한국원자력학회 1998년도 춘계학술발표회논문집(2)
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• pp.600-605
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• 1998

체내방사능 측정시스템의 교정인자는 측정결과에 주요한 요인으로 작용한다. 교정인자는 특정 집단으로부터 표준체위와 표준장기를 도출, 이를 기초로 하여 제작한 펜텀으로부터 구하는 것이 일반적인 방법이다. 그러나 팬텀의 기하학적 구조 및 내부장기의 형상은 특정 집단에 따라 다르므로 이로 인한 측정오차가 발생할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 북아메리카 성인남성의 표준자료에 근거하여 제작된 LLNL 팬텀과 일본성인 남성의 표준자료에 근거하여 제작된 JAERI 팬텀을 한국원자럭연구소 폐 카운터를 이용하여 상호비교.분석하였다. 이와 함께 LLNL 팬텀으로 교정된 폐 카운터의 성능시험을 JAERI 팬텀으로 DOELAP 성능시험범주 I, II, III 및 IV에 대해 수행하여 편텀의 구조 및 형상으로부터 발생하는 측정오차를 분석하였다. 비교.분석결과 1.7 cm ~ 3.7 cm 근육등가 가슴벽두께 범위내에서 JAERI 팬텀에 의한 교정인자가 전반적으로 LLNL 팬텀의 것보다 다소 높은 수치를 보였으나 허용수준이었고, 성능시험결과 상대편중은 DOELAP 성능 용인 기준을 만족하였다. 결국 두 팬텀간의 측정오차는 측정 및 체내피폭선량 평가시 수반되는 오차와 비교해 보면 그다지 크지 않은 것으로 결론지울 수 있다. 따라서 LLNL 펜텀으로부터 구한 교정인자를 국내 성인남성의 일상 모니터링에 사용할 경우 측정결과가 다소 과대평가되기는 하나 허용수준으로서 큰 문제가 없는 것으로 나타났다.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제30권4호
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• pp.175-183
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• 2005

2002년 기준으로 국내 52733명의 방사선 작업종사자에 대해 5개 대분류와 28개의 세분류 카테고리로 나눈 직업군별 연간 피폭선량의 분포를 분석하였다. 진단용 X선 분야(치과용 포함) 종사자의 선량 통계는 식품의약품안전청이 제공하였으며 기타 종사자의 선량자료는 한국방사성동위원소협회가 제공하였다. 직업군에 따른 선량준위별, 연령별 성별 종사자수와 연간 평균선량을 분석한 결과 거의 80% 정도의 종사자들이 연간 1.2mSv 이하로 피폭하는 것으로 나타났다. 방사선작업 종사자의 총 집단선량은 66.4man-Sv로 나타났고 평균 선량은 1.26mSv였다. 직업군별로는 체내 핵의학 분야와 비 파괴검사 분야 종사자가 다른 분야에 비해 평균선량이 현저히 높게 나타났다. 진단용 X선 분야 종사자에게서 연간 20mSv 이상 피폭자 수가 상당하여 이에 대한 추가 분석이 필요한 것으로 나타났다. 16기의 원자력발전소 작업종사자 중에는 20mSv를 초과하는 종사자가 한명도 없는 것으로 나타났다. 연령별로 30대 종사자 수가 가장 많았고 20대 종사자의 선량이 상대적으로 높았다. 여성이 전체 작업종사자의 20%정도를 차지하고 있었으며 평균 피폭선량은 남성의 반 정도인 것으로 나타났다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제13권2호
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• pp.253-260
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• 2019

방사선 선량 증강은 물질과의 상호작용 단면적을 높여 국소 부위에 대한 선량을 증가시키는 방법으로 선에너지부여 및 상대적 생물학적 효과비 증가로 치료가능비 향상에 기여할 수 있다. 선량 증강에 대한 선행 연구는 X, ${\gamma}$선에 대한 보고가 주를 이루고 있으나, 본 연구에서는 MCNP6를 이용한 몬테칼로 시뮬레이션을 바탕으로 양성자 선원에 대해 선량 증강 현상을 분석하였다. 수학적 모델 방법에 따라 확산된 피크의 양성자 선원에 대한 에너지 분포와 상대적 강도를 산출하였으며, 금, 아이오딘, 가돌리늄의 선량 증강 물질에 대한 선량증강비와 깊이 변화에 따른 에너지 분포를 평가하였다. 금을 이용한 증강 현상에서 1.085-1.120배, 가돌리늄에서는 1.047-1.091배의 선량증강비를 나타내었다. 또한 깊이에 따른 흡수에너지 변화로 인해 실질 비정과 95% 선량 구간의 감소를 나타내었으며, 이는 선량 증강 현상과 더불어 종양조직에 불확실한 선량 전달로 이어질 수 있으므로 증강 물질의 질량 저지능으로부터 확산된 피크 구간의 적절한 보정이 필요할 것으로 사료된다. 본 연구에서 모의모사를 통한 선량 증강 현상의 분석은 실질적인 증강 효과 확인을 위한 체내 외 실험의 기초자료로써 활용될 것으로 기대한다.

• 핵의학기술
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• 제18권1호
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• pp.3-9
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• 2014

본 연구의 목적은 고용량 방사성요오드($^{131}I$) 치료 시 완하제(laxatives) 투여가 체내에 불필요한 방사능을 줄이는데 유용한지 알아보고자 하였다. 입원환자 20명(남:여=6:14, 나이 $46.3{\pm}8.1$세)을 대상으로 $^{131}I$ 5,550 MBq을 복용 한 그룹(Group 1)과 $^{131}I$ 5,550 MBq을 복용한 후 16시간 뒤에 완하제(laxatives)를 투여한 그룹(Group 2)으로 나누었다. 16시간, 40시간 후에 감마카메라(Symbia E, Siemens, USA)를 이용하여 전신스캔 하였으며, 위장관부(Gastro-intestinal tract, GI)와 대퇴부(thigh)에 관심영역(region of interest, ROI)을 설정하여 위 장관의 계수 감소율(reduction ratio)를 구하였다. 일정 시간 간격으로 측정기기(RadEye-G10, Thermo Fisher Scientific, USA)를 이용하여 환자로부터 1 m 거리에서 공간선량률(Spatial dose rate)을 측정한 후, Origin 8.5.1 software를 이용하여 그래프로 나타내었다. 완하제(laxatives) 투여에 따른 두 그룹 간 차이는 독립표본 T검정(Independent samples t-test)을 하였다. 방사성요오드($^{131}I$) 복용 후 16시간 $^{131}I$ 전신영상검사에서 위 장관 계수(count)치는 그룹 1은 $2,825{\pm}337$, 그룹 2는 $2,792{\pm}198$였으며(P>0.05), 40시간 $^{131}I$ 전신영상검사에서 그룹 1의 위 장관 계수(count) 치는 $1,623{\pm}179$, 그룹 2의 위 장관 계수(count)치는 $778{\pm}188$였다(P<0.05). 위 장관내 계수 감소율은 그룹 1은 $42.1{\pm}6.3%$, 그룹 2는 $71.2{\pm}7.7%$였다. 일정 시간 간격으로 공간선량률(spatial dose rate)을 측정하여 비교 분석한 결과 완하제(Laxatives)를 투여하기 전에는 두 그룹 간 유의한 차이가 없었으며(P>0.05), 완하제(laxatives) 투여 4시간 후 부터 두 그룹 간 유의한 차이가 있었다(P<0.05). 퇴원 시 측정한 공간선량률(spatial dose rate)은 그룹 1은 $23.8{\pm}6.7{\mu}Sv/h$, 그룹 2는 $8.2{\pm}2.4{\mu}Sv/h$로 완하제(laxatives)를 병용 투여한 환자에서 체내에 남아있는 방사능이 많이 줄어들었다. 완하제(laxatives) 병용 투여는 위 장관에 남아 있는 방사성요오드 ($^{131}I$)의 배출을 원활히 하여 환자의 체내 방사능량을 크게 낮출 수 있었으며 퇴원 시 방사선량률을 효과적으로 낮출 수 있었다. 따라서 퇴원 후 가족 또는 환자 주변의 일반인에 대한 불필요한 방사선 피폭을 줄 일수 있을 것이다. 또한 방사성요오드($^{131}I$)의 생물학적 반감기를 단축시킬 수 있어 환자의 체내에 방사능량이 법적 선량 이하가 되는 시간이 단축되어 효율적인 병실 운영과 관리가 가능하리라 기대 된다.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제34권4호
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• pp.184-189
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• 2009

중수로원전의 방사선작업종사자는 방사선작업 종료 후에 뇨시료를 제출하여 공기중 삼중수소의 섭취에 따른 내부피폭 선량을 평가하고 있다. 이 경우 종사자가 제출한 뇨시료는 삼중수소가 체내에서 평형에 도달한 대표시료(Representative sample)라는 전제를 필요로 한다. 국제방사선방호위원회(ICRP)의 간행물과 삼중수소의 인체평형에 대한 캐나다의 실험결과에 의하면 체내로 유입된 삼중수소는 약 2-3시간 후에 평형에 도달한다고 기술하고 있다. 그런데 원전에서는 계획예방정비기간 동안 일시에 많은 작업이 진행되고 빈번한 종사자의 출입으로, 방사선작업 종료 후 제출하는 뇨시료는 섭취 후 평형에 도달하는 약 2시간 경과 이전에 제출하거나, 지연하여 제출하는 경우가 발생할 수 있다. 따라서 이 논문에서는 방사선작업 종료 후 종사자가 제출하는 시간대별 뇨시료 중의 삼중수소 농도를 측정하였고, 이를 근거로 체내 삼중수소의 농도에 대한 변화추이와 선량평가에 미치는 영향을 분석하였다. 그 결과 종사자의 뇨시료는 대부분 삼중수소 섭취 후 2시간 정도에 신체 내에서 평형에 도달하는 것으로 확인되었다.