• Nuclear Engineering and Technology
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• 제53권8호
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• pp.2652-2660
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• 2021

The gamma-ray exposure doses in decontamination operation after a nuclear accident were evaluated with a consideration of various geometrical conditions and specific gamma-ray energies. The calculation domain is organized with three residence types and each form is divided into two kinds of geometrical arrangements. The position-wise air KERMA values were calculated with an assumption of evenly distributed gamma-ray source based on Monte Carlo radiation transport analysis using the MCNP code. The radioactivity is initially set to be unity to be multiplied by the deposition value measured in the actual accident condition. The workforce data set depending on the target object was determined by modifying the Fukushima report. The external exposure doses for decontamination workers were derived from the calculated KERMA values and the workforce analysis. These results can be used to efficiently determine the workforce required by the characteristics of the area and the structure to be decontaminated within the dose limits.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제54권2호
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• pp.681-688
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• 2022

Dose monitoring in CT patients requires accurate dose estimation but most of the CT dose calculation tools are based on Caucasian computational phantoms. We established a library of organ dose conversion coefficients for Korean adults by using four Korean adult male and two female voxel phantoms combined with Monte Carlo simulation techniques. We calculated organ dose conversion coefficients for head, chest, abdomen and pelvis, and chest-abdomen-pelvis scans, and compared the results with the existing data calculated from Caucasian phantoms. We derived representative organ doses for Korean adults using Korean CT dose surveys combined with the dose conversion coefficients. The organ dose conversion coefficients from the Korean adult phantoms were slightly greater than those of the ICRP reference phantoms: up to 13% for the brain doses in head scans and up to 10% for the dose to the small intestine wall in abdominal scans. We derived Korean representative doses to major organs in head, chest, and AP scans using mean CTDI_vol values extracted from the Korean nationwide surveys conducted in 2008 and 2017. The Korean-specific organ dose conversion coefficients should be useful to readily estimate organ absorbed doses for Korean adult male and female patients undergoing CT scans.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제18권4호
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• pp.221-225
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• 2007

움직이는 자기장을 이용한 팬텀 속 선량 변조에 관한 몬테칼로 계산을 수행하였다. 본 연구의 목적은 빔 축을 따라 이동하는 횡 자기장을 이용하여 특정감이 영역에 균일한 선량을 얻는 것이다. 이를 위해 두 가지 구성 즉, 깊이 방향으로 일정한 속도 그리고 점차 감소하는 속도를 가지는 자기장에 대해 깊이 선량율을 구하였다. 연속적 움직임에 대한 근사로서 단계별 이동과 시간인자를 도입하였다. 위치별 정지한 자기장 대한 김이 선량율 자료에 최소제곱법을 적용하여 자기장 위치에 따른 최적의 시간인자를 구하였다. 몬테칼로 계산결과를 통하여 자기장의 속도를 변화시킴으로써 평탄한 선량 분포를 얻을 수 있음을 확인하였다. 이 때 3 T 자기장 세기에 대한 계산결과 평탄 영역의 선량은 자기장이 없을 때에 비해 약 10.1% 증가하는 것으로 나타났다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제14권4호
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• pp.234-239
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• 2003

본 연구에서는 몬테칼로 계산을 이용하여 외부 가로 자기장에 의한 깊이선량율(PDD)의 변화를 고찰하였다. 몬테칼로 계산은 자기장에서 전자의 편향을 고려하도록 수정한 EGS4 몬테칼로 코드를 사용하였다. 자기장에서 깊이선량율의 변화를 기술하기 위하여, 선량증가(DI； dose improvement)와 선량감소(DR； dose reduction)를 정의하였다. 10 MV 광자선에 대하여 1-5 T 자기장 범위에서 계산한 결과, 자기장의 세기에 따라 DI와 DR은 거의 선형으로 각각 증가, 감소하였다. 자기장 3 T의 경우에 조사면 10${\times}$10 $\textrm{cm}^2$와 자기장 인가깊이 5-10 cm에서 DI는 1.56 (56% 증가), DR은 0.68 (32% 감소)로 나타났다. 깊이선량율 변화의 원리는 로렌츠 법칙과 전자평형 개념으로부터 설명하였으며, 이러한 특성을 이용하여 방사선치료의 최적화를 달성할 수 있음을 제안하였다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제21권3호
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• pp.253-260
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• 2010

대다수의 근접치료용 방사선치료계획장치는 AAPM TG-43의 계산식에 기반을 둔 선량계산 알고리듬을 적용하고 있으나 이는 조직의 비균질성을 적절히 고려하지 못한다. 본 연구에서는 몬테칼로 방법을 이용하여 강내고선량근접치료계획을 검증하는 체계를 구축하고자 하였으며, 특히 환자의 CT 영상을 이용하여 물질정보로 변환한 후 직접 몬테칼로 계산을 수행하는 방법의 타당성에 초점을 맞추었다. 판형 팬텀 및 자궁경부암 환자의 CT 영상을 Plato (Nucletron, Netherlands) 치료계획장치를 이용하여 근접치료계획을 수행한 후 여기서 얻어진 인자들을 이용하여 EGSnrc 기반의 DOSXYZnrc 코드로 몬테칼로 계산을 수행하였으며, EBT 필름측정 결과와 비교하였다. DOSXYZnrc 코드의 선원 모델링 특성 상 후장전 장치의 $^{192}Ir$ 선원들을 직육면체 형태로 근사화하여 모델링하였으며 계산 시 체적소의 크기는 $2{\times}2{\times}2\;mm^3$로 하였다. 균질 매질 내에서는 TG-43 기반의 선량계산 결과와 몬테칼로 선량계산 결과가 잘 일치함을 확인할 수 있었으나 고밀도 물질이 포함된 비균질 매질 내에서는 오차가 커졌다. 환자의 경우 A점 및 B점의 오차는 3% 이내, 평균선량 오차는 5% 정도였다. 그러나 기존 선량계산 알고리듬의 경우 고밀도 물질의 영향을 적절히 고려하지 못하여 표적의 선량을 과대평가하여 실제로는 더 적은 선량이 들어갈 우려가 있다. 본 연구에서 제안된 선량계산 검증체계는 타당하며 선량 계산 결과도 실제와 잘 일치함을 확인할 수 있었다. 또한 기존의 선량계산 알고리듬으로 계산된 치료계획결과를 확인할 경우에는 주의가 필요하며, 몬테칼로 방법과 같은 독립적인 검증 시스템이 유용할 것이다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제11권6호
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• pp.423-428
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• 2017

본 연구에서는 몬테카를로 전산해석법으로 K대학교 진료영상 촬영 실습실의 방사선 조사실과 발생장치 제어실 내부 공간 유효선량률 분포 계산을 수행하였다. 방사선 발생장치는 최대 관전압 150 kVp에 최대 관 전류 700 mA이다. 전산해석 결과를 이용하여 차폐문이 닫힌 경우와 열린 경우의 진료영상 촬영 실습실의 공간선량 분포를 비교 평가하였다. 결과적으로, 차폐문이 열린 경우에도 방사선 발생장치 제어실의 유효선량률은 학생(수시출입자)의 연간 유효선량률 한도(6 mSv/y)를 초과하지 않는다는 것을 알 수 있었다. 하지만, 차폐문이 열려있을 때의 유효선량률이 차폐문이 닫힌 경우에 비해 납유리 앞에서는 약 16배, 차폐문 앞에서는 약 3,000배 더 높기 때문에 실습 중에 차폐문을 닫는 것이 불필요한 방사선 피폭을 크게 줄인다는 것을 알 수 있었다.

• 한국의학물리학회:학술대회논문집
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• 한국의학물리학회 2002년도 Proceedings
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• pp.208-210
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• 2002

In a treatment planning for actual patients with a complex internal structure, we often expect that proton beams, which pass through both a bolus and the heterogeneity in body, will form complex dose distributions. Therefore, the accuracy of the calculated dose distributions has to be verified for such a complex object. Then dose distributions formed by proton beams passing through both the bolus and phantoms simulating a clinical heterogeneity in patients were measured using a silicon semiconductor detector. The calculated results by the range-modulated pencil beam algorithm (RMPBA) produced large errors compared with the measured dose distributions since dose calculation using the RMPBA could not predict accurately the edge-scattering effect both in the bolus and in clinical heterogeneous phantoms. On the other hand, in spite of this troublesome heterogeneity, calculated results by the simplified Monte Carlo (SMC) method reproduced the experimental ones well. It is obvious that the dose-calculations by the SMC method will be more useful for application to the treatment planning for proton therapy.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제10권1호
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• pp.55-62
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• 1999

방사선치료에 이용되는 X-선의 특성을 고찰하기 위하여, 몬테칼로 방법을 이용하여 텅스텐 표적에 입사한 6, 10, 15 MeV 의 전자선에 의해 발생되는 X-선의 에너지분포와 평균에너지를 계산하였다. 빔의 반경의 함수로서 계산된 광자의 평균에너지는 6, 10, 15 MV에 대하여 각각, 1.4-1.6, 2.1-2.5, 2.8-3.3 MeV 범위로서 반경에 크게 의존하지 않고 거의 일정하였다. 표적과의 수직거리 100 cm에서 구해진 6, 10, 15 MV X-선의 에너지분포를 이용하여, 몬테칼로 계산으로 깊이선량율을 계산하였다. 이 중 10 MV에 대한 것을 측정값과 비교하였다. 계산된 10 MV X-선의 깊이선량율은 표면영역을 제외하고 깊이의 증가에 따라 측정값보다 낮게 나타났다. 그 이유는 실제 X-선의 에너지분포에는 편평화여과기에 의한 빔경화효과가 포함되어 있는 반면, 본 연구에서 수행한 몬테칼로 계산결과에는 이 효과가 포함되어 있지 않기 때문으로 생각된다.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제32권1호
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• pp.21-26
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• 2007

본 논문은 몬테칼로 시뮬레이션을 이용하여 대단위 감마선 조사시설 (IR-221)에 대한 선량률 평가 및 선량 분포를 해석하고, 이러한 방법을 통해 방사선 조사 품질을 향상시키는 것을 목적으로 하고 있다. 몬테칼로 시뮬레이션은 MCNP4B 코드를 이용하여 계산하였고, 이를 검증하기 위해 알라닌 선량계를 이용하여 전체 309개 지점에 대하여 흡수선량을 측정하였다. 계산 값과 측정치의 차이는 대략 ${\pm}5%$범위를 벗어나지 않음으로써 MCNP4B 코드가 IR-221 감사선 조사시설의 선량분포를 해석하는데 있어서 유효한 수단임을 알 수 있었다. 감마선 조사시설에 대한 도시메트리는 보통 많은 인력과 시간을 필요로 하지만, 몬테칼로 계산을 통해 이러한 손실을 줄일 수 있고, 무엇보다도 방사선 조사 품질을 향상시켜, 결국 방사선 조사 대상물에 대한 신뢰도를 확보하는 데에도 이바지 할 것으로 기대된다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제54권1호
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• pp.301-309
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• 2022

This work aims to establish some X-ray qualities recommended by the International Standard Organization (ISO) using the half-value layer (HVL) and H_p(10) dosimetry approaches. The HVL values of the following qualities N-60, N-80, N-100, N-150 and N-250 were determined using various attenuation layers. The obtained results were compared to those of reference X-ray beam qualities and a good agreement was found (difference less than 5% for all qualities). The GAMOS (Geant4-based Architecture for Medicine-Oriented Simulations) radiation transport Monte Carlo toolkit was employed to simulate the production of X-ray spectra. The characteristics HVLs, mean energy and the spectral resolution of simulated spectra have been calculated and turned out to be conform to the ISO reference ones (difference less than the limit allowed by ISO). Furthermore, the conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for simulated and measured spectra were fairly similar (the maximum difference less than 4.2%).