• 대한수의학회지
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• 제41권2호
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• pp.203-210
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• 2001

방사선 피폭선량의 예측을 위한 방사선 민감 지표 모델 개발을 위하여 코발트-60 감마선과 의료용 싸이크로트론 50 MeV($p{\to}RBe^+$) fast neutron을 0.25 Gy에서 1 Gy의 선량을 랫드에 각각 전신 조사한 후 말초혈액내 임파구와 소장에 음와세포의 형태학적 변화를 apoptotic fragment assay법을 이용하여 관찰하였다. 모든 방사선조사군에서 음와세포와 말초 임파구에 아포토시스의 유도가 증가된 것이 관찰되었으며, 이것은 방사선이 방사선 민감세포의 아포토시스 유도를 자극한 것으로 보인다. 상기의 결과는 아포토시스가 손상된 세포를 제거하므로 손상된 방사선 민감 표적 장기의 항상성 유지에 중요한 역할을 하는 것으로 판단되었다. Apoptotic fragments의 발생빈도에 대한 선량-반응곡선에 있어서 음와세포는 중선자 조사군이 $y=0.3+(6.512{\pm}0.279)D(r^2=0.975)$으로, 반면에 감마선 조사군은 $y=0.3+(4.435{\pm}0.473)D+(-1.300{\pm}0.551)D^2(r^2=0.988)$의 식을 얻었다. 그리고 말초 임파구에서는 감마조사군이 $y=3.5+(118.410{\pm}10.325)D+(-33.548{\pm}12.023)D^2(r^2=0.992)$의 식으로 나타났다. 이와 같이 감마선조사군은 공히 linear quadratic model 이였으나 중성자조사군은 linear model 로 관찰되었다. 조사된 세포의 종류와 상관없이 apoptotic fragments의 발생빈도와 조사 선량간의 유의한 효과가 있는 것으로 확인되었다. 이상의 결과에서 조사선량의 증가와 비례하여 방사선 민감 세포의 apoptotic fragments가 수적으로 증가하였으며, 고준위 방사선이 저준위 방사선보다 선량 반응 곡선과 시간 경과에 따른 영향이 보다 강한 것으로 인지되었으며, 음와세포의 apoptosis 유도에 대한 중성자선의 방사선 생물학적 효과비(RBE)는 1.919 였다. 그리고 모든 방사선조사군에서 방사선피폭 후 4시간과 6시간에 apoptosis 유도가 가장 많았으며, 음와세포의 형태학적 소견은 정상 대조군에서 관찰되지 않는 전형적인 apoptotic fragments가 나타났다. 따라서 음와 세포와 말초 임파구에서의 아포토시스 유도는 방사선 조사에 의한 세포 손상의 생물학적 영향 평가를 위한 검색 및 방사선 피폭선량 예측의 지표로 이용 가능할 것으로 사료됨.

• 대한방사선치료학회지
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• 제24권2호
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• pp.107-114
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• 2012

목 적: 기존의 광자선을 이용한 선형가속기와는 달리, 양성자 치료의 경우 물질과의 상호작용으로 발생되는 중성자를 비롯한 여러 핵종 등으로 인해 다량의 이차방사선이 생성되기 때문에 방사선 작업 종사자의 피폭은 더욱 주의 깊은 관심이 필요하다. 이에 방사선 측정 시에 널리 이용되고 있는 열형광선량계를 이용하여 방사선 작업 종사자의 피폭정도를 평가하고 이를 토대로 양성자 치료 시 방사선 피폭선량에 관한 기초 자료를 제시하고자 한다. 대상 및 방법: 본원의 양성자 치료실에서 근무한 방사선 작업 종사자를 대상으로 열형광선량계 뱃지를 이용해 피폭현황을 측정한 데이터를 비교했다. 양성자의 빔 라인 주변에서 발생하는 이차방사선의 신체부위별 피폭선량 분포를 알아보고자 신체부위(외안각, 목, 유두점, 배꼽, 등, 손목)에 가로, 세로가 각각 3 mm인 정사각형 모양의 열형광선량계를 부착하여 일일 8시간의 근무시간동안 유지하도록 하였고 총 80시간 측정하여 평균 데이터를 얻었다. 그리고 치료실 내 공간적인 방사선량의 분포를 보기 위하여 빔 사출구, PPS (Patient Positioning System), Pendant, 차폐체보관장, DIPS (Digital Image Positioning System) Console, 출입통로에 각각 열형광선랑계를 부착하고 일일 근무시간 동안의 평균 방사선량을 측정하였다. 결 과: 방사선 작업 종사자의 열형광선량계 뱃지로 측정된 피폭량을 조사한 결과 분기별 평균 0.174 mSv, 연평균 0.543 mSv로 나타났고 신체부위별로 측정한 결과에서 가장 많은 피폭량을 보인 곳은 목이였으며 가장 적은 피폭량을 보인 곳은 등(양견갑골 상각을 이은 선의 중간 지점)으로 나타났다. 작업 동선에 따른 공간적 방사선량을 알아본 결과에서는 빔 사출구 근처에서 상대적으로 높게 나타났고 거리가 멀어짐에 따라 줄어들었다. 결 론: 적은 양의 피폭일지라도 동일 장소에서 장기 근무하게 되면 피폭 누적량은 증가할 수밖에 없고 특정 부위의 누적량은 건강상의 위험을 가져다 줄 수도 있다. 그러므로 국제 방사선 방어 위원회가 권고하는 ALARA의 원칙에 따라 가능한 합리적으로 감소시킬 수 있도록 스스로 개인별 피폭관리에 철저를 기하고 피폭을 최소화시키는데 최선의 노력을 다해야 할 것이다.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제40권2호
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• pp.297-302
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• 2017

본 연구에서는 최신형 선형가속기 TrueBeam을 대상으로 10 MV FF mode와 FFF mode간 광중성자의 발생량을 평가하였고, FFF mode에서 10 MV, 15 MV 에너지 변화에 따라 발생되는 광중성자의 발생량을 평가하였다. 발생된 광중성자는 13개 측정점에서 평가하였으며, 발생된 광중성자 수집을 위해서는 한국천문연구원에서 개발한 조직등가비례계수기(KTEPC)를 이용하였다. 10 MV FF mode와 FFF mode 간 측정결과에서 10 MV FF mode가 모든 측정 점에서 높게 측정되었으며, Superior 방향에서 0.455 mSv와 0.152 mSv로 가장 많은 차이를 보였으며, FF에서 33% 이상 많은 광중성자가 발생하였다. FFF mode에서 10 MV, 15 MV 에너지에 따라서는 15 MV에서 모든 방향에서 높게 평가되었고, 방향 기준으로는 Superior 방향에서 0.402 mSv로 가장 높게 평가되었으며, 전체 평균 6.9%로 높게 측정되었다.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제48권4호
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• pp.184-196
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• 2023

Background: Radiation protection is crucial in various fields due to the harmful effects of radiation. Shielding is used to reduce radiation exposure, but gamma radiation poses challenges due to its high energy and penetration capabilities. Materials and Methods: This work investigates the radiation shielding properties of polyvinylidene fluoride (PVDF) samples containing different weight fraction of tungsten carbide (WC), tungsten trioxide (WO₃), and tungsten disulfide (WS₂). Parameters such as the mass attenuation coefficient (MAC), half-value layer (HVL), mean free path (MFP), effective atomic number (Z_eff), and macroscopic effective removal cross-section for fast neutrons (Σ_R) were calculated using the Phy-X/PSD software. EpiXS simulations were conducted for MAC validation. Results and Discussion: Increasing the weight fraction of the additives resulted in higher MAC values, indicating improved radiation shielding. PVDF-xWC showed the highest percentage increase in MAC values. MFP results indicated that PVDF-0.20WC has the lowest values, suggesting superior shielding properties compared to PVDF-0.20WO₃ and PVDF-0.20WS₂. PVDF-0.20WC also exhibited the highest Z_eff values, while PVDF-0.20WS₂ showed a slightly higher increase in Z_eff at energies of 0.662 and 1.333 MeV. PVDF-0.20WC has demonstrated the highest Σ_R value, indicating effective shielding against fast neutrons, while PVDF-0.20WS₂ had the lowest Σ_R value. The Monte Carlo N-Particle Transport version 5 (MCNP5) simulations showed that PVDF-xWC attenuates gamma radiation more than pure PVDF, significantly decreasing the dose equivalent rate. Conclusion: Overall, this research provides insights into the radiation shielding properties of PVDF mixtures, with PVDF-xWC showing the most promising results.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제56권6호
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• pp.2317-2323
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• 2024

Medical linear accelerators with an energy of 8 MV or higher are radiated owing to photonuclear reactions and neutron capture reactions. It is necessary to quantitatively evaluate the concentration of radioactive isotopes when replacing or disposing them. HPGe detectors are commonly used to identify isotopes and measure radioactivity. However, because the detection efficiency is generally calibrated using a standard material with a density of 1.0 g/cm³, a self-absorption effect occurs if the density of the measured material is high. In this study, self-absorption correction factors were calculated for tungsten, lead, copper, and SUS-303, which are the main materials of medical linear accelerator head parts, for each gamma-ray energy using MCNP 6.2 code. The self-absorption effect was more pronounced as the energy of the emitted gamma rays decreased and the density of the measured materials increased. These correction factors were applied to the radioactivity measurements of the in-built and portable HPGe detectors. Furthermore, compared to the surface dose rate measured by the survey meter, the accuracy of the measurements of radioactivity improved by an average of 124.31 and 100.53 % for inbuilt and portable HPGe detectors, respectively. The results showed a good agreement, with an average difference of 3.70 and 5.24 %.

• 방사성폐기물학회지
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• 제14권4호
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• pp.343-356
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• 2016

한국원자력환경공단에서는 국내 경수로 원전에서 발생한 사용후핵연료를 건식으로 저장하기 위하여 안전성을 최우선으로 국내/외 기술기준을 준수하여 금속겸용용기를 개발하였다. 이러한 금속용기는 50년 동안 주요 안전성요소(구조, 열제거, 격납, 임계방지, 방사선차폐 등)에 대한 건전성을 유지하고, 운영기간 중 유지보수 과정에 폐기물의 발생을 최소화 하고 이를 안전하게 관리할 수 있도록 설계하였다. 본 논문은 설계수명이 종료된 금속용기 본체 및 내/외부 구조물에 대한 방사화 평가를 통해 정량적인 방사능 재고량에 대한 정보를 제공한다. 본 논문에서는 금속용기 본체 및 구성품의 방사화 방사능 재고량은 MCNP5 ORIGEN-2 평가체계를 이용하여 계산하였으며, 각 구성품의 화학조성, 중성자속 분포, 반응률 및 저장기간 동안 중성자조사 기간을 반영하여 평가하였다. 평가결과, 설계수명 이후 10년 경과시 모든 금속재질에서 $^{60}Co$의 방사능이 기타 핵종들에 비하여 가장 큰 방사능을 띄는 것으로 나타났으며, 중성자차폐체인 수지에서는 수명직후 $^{28}Al$ 및 $^{24}Na$등의 고에너지 감마선을 방출하는 핵종은 반감기가 짧아 0.5년 이후에는 무시할 수 있는 수준으로 나타났다. 또한, 사용후핵연료 제거후 캐니스터 및 금속용기 본체에 대한 표면 선량률 평가결과, 상당히 낮은 값을 나타내어, 해체 시 작업자가 받는 피폭선량은 무시할 수 있는 수준으로 평가되었다. 본 평가방법은 사용후핵연료 금속겸용용기 해체 시 계획의 수립 및 해체작업 종사자의 피폭선량 예측, 방사성폐기물의 관리/재활용 등의 기본자료로 활용할 수 있을 것으로 사료된다.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제7권1호
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• pp.23-33
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• 1982

방사선(放射線)의 선질(線質) 및 고선량(高線量)의 변화(變化)에 따른 테프론 열형광선량계(熱螢光線量計)의 열형광감응특성(熱螢光感應特性)을 연구(硏究)하였다. 상이(相異)한 방사선(放射線)의 선질(線質)에 대한 TLD감도(感度)의 변화(變化)는 $^{60}Co$ 감마선(線), 유효(有效)에너지가 44keV, 69keV, 108keV인 X선(線) 및 0.044eV의 열중성자(熱中性子)에 조사(照射)시킴으로서, 광자(光子)에너지 의존성(依存性) 뿐만 아니라 이에 따른 초선형특성(超線形特性)의 변화(變化)도 조사하였다. 그 결과(結果)는 다음과 같다. $^{60}Co$감마선(線)에 대해서 흡수선량함수(吸收線量函數)로서의 $T-CaSO_4$:Dy 의 TL감응(感應)은 5Gy 까지는 선형적(線形的)이고, 5Gy 이상에 대해서 이 감응(感應)은 초선형적(超線形的)이었다. T-LiF-7 선량계(線量計)의 초선형특성(超線形特性)이 $T-CaSO_4$:Dy에 비해 현저(顯著)하였으며, 방사선(放射線)의 LET가 낮으면 낮을수록 초선형효과(超線形效果)가 더욱더 커짐을 알 수 있었다. $^{60}Co$ 감마선(線) 10Gy 에 등가(等價)하는 열중성자(熱中性子) 조사(照射)로 부터는 초선형특성(超線形特性)이 관찰(觀察)되지 아니하였다. TLD, T-LiF-7 및 $T-CaSO_4$:Dy 의 $^{60}Co$ 감마선(線)의 선량(線量)에 따른 상대감도(相對感度)(Rs)는 최소자승법(最小自乘法)으로 다음과 같은 실험식(實驗式). 즉(卽), $$R_{LiF}=1.021-0.04581\;logD+0.402(logD)^2-0.405(logD)^3,\;\;5{\times}10^3{\geq}D{\geq}1(Gy)$$ 및 $$R_{CaSO_4}=0.976-0.3241\;logD+0.262(logD)^2-0.298(logD)^3,\;5{\times}10^3{\geq}D{\geq}1(Gy)$$으로 각각(各各) 근사(近似)시킬 수 있었다.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제15권6호
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• pp.297-302
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• 2015

고에너지 의료용 선형가속기를 이용한 폐암 방사선치료 시 갑상선에 미치는 선량을 광자극발광선량계(OSLD)를 이용하여 평가하였다. 산란광자의 영향은 3D-CRT의 경우 25.4 mSv, 28.8 mSv, 31.3 mSv, 26.5 mSv, 27.4 mSv로 5회 평균은 27.9 mSv, IMRT에 있어서는 46.8 mSv, 43.2 mSv, 42.3 mSv, 41.5 mSv, 44.1 mSv로 5회 평균은 43.6 mSv의 결과 값을 보였다. 광중성자 선량 평가 결과는 3D-CRT의 경우 3 mSv, 3 mSv, 3.4 mSv, 3.5 mSv, 3.1 mSv로 5회 평균은 3.2 mSv, IMRT에 있어서는 5.1 mSv, 4.8 mSv, 4.2 mSv, 4.8 mSv, 4.9 mSv로 5회 평균은 4.7 mSv의 결과 값을 보였다. 산란광자와 광중성자 모두 3D-CRT 보다 IMRT가 높은 것으로 평가 되었다. 본 연구를 통하여 고에너지를 이용한 방사선치료 시 인접한 정상조직에 상당한 양의 산란선량이 영향을 주는 것으로 평가된 바와 같이 방사선을 이용한 암 치료 종사자는 이러한 내용을 충분히 인지하여 피폭 저감화를 위한 노력이 필요할 것으로 사료된다.

• 한국결정학회:학술대회논문집
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• 한국결정학회 2003년도 춘계학술연구발표회
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• pp.22-22
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• 2003

원자로에서 핵분열에 의해 생성된 고에너지 중성자는 감속재를 통해 열평형에 의해 에너지가 낮춰져 통계적 분포, 즉 Maxwell-Boltzman 운동에 따른 에너지 스펙트림을 갖게 된다. 중성자 산란장치는 통상 단색빔을 이용하므로 단색기(monochiomator)를 통해 이 분포에서 특정 파장의 중성자빔을 인출, 즉 단색화한다. 이때 단색기는 각각의 중성자 산란장치에 사용할 수 있는 특정 파장의 중성자빔을 인출하면서도, 파장의 퍼짐을 적절하게 조절하여 높은 중성자속(neutron flux)을 가지며 분해능도 또한 좋아야 한다. 전통적으로 많이 사용하는 단색화 방법은 결정의 내부결함을 유도하여 만든 모자익(mosaic) 결정을 이용하는 것이다. 이 방법은 특정 파장을 얻으면서도 좋은 분해능과 높은 중성자속을 갖는 모자익 결정을 만들기가 어렵고, 한번 결정된 단색기의 특성을 바꿀 수 없는 단점이 있다. 1980년대부터 몇몇 그룹이 거의 완전하게 성장된 단결정 슬랩을 미세하게 구부려서 탄성변형을 주어 effective 모자익 구조를 발생시킨 '구부린 완전결정(bent perfect crystal, BPC)' 단색기를 개발하여 특정 목적에 활용하는 시도를 하였다. BPC 단색기는 단색화된 중성자빔을 집속(focusing)할 수 있으며, 결정의 구부림 정도를 조절하고 배치 기하를 바꿈으로써 다양한 특성을 갖는 단색빔을 얻을 수 있는 장점이 있다. 이렇게 단색기의 기하학적 변수를 조절함으로써 회절빔의 집속도와 분해능을 조절할 수 있어서 잔류응력 측정이나 단결정 회절 및 집합조직 측정장치 등에 적용할 수 있다. 본 연구에서는 BPC 단색기의 원리와 여러 배치기하에 따른 빔의 특성을 소개하고자 한다.빔이 시료와 상호 작용하는 면적과 상호작용하지 않을 때의 빔을 회절모드에서 faraday cup으로 측정한 빔전류로 부터 계산하였다. Gibbsite에 대한 전자빔 조사 시 1분 이내에 급격한 Hydroxyl Ion(OH-)의 이탈로 인해 Cibbsite의 구조는 거시적 비정질화가 되며 시간증가에 따라 χ-alumina → ν-alumina → σ-alumina or δ-alumina의 순으로 상전이를 겪는다. 전자빔 조사 시 관찰된 회절자료의 가시적 변화를 통해 illumination angle 1.25mrad(Dose rate : 334 × 10³ e/sup -//sec·n㎡)일 경우 약 3초 이내에 비정질화가 시작됨을 알 수 있었고 이는 약 1 × 10/sup 6/ e/sup -//sec·n㎡ 의 전자선량에 해당되며 이를 기준으로 각각의 illumination angle에 대한 임계전자선량을 평가할 수 있었다. 실질적으로 Cibbsite와 같은 무기수화물의 직접가열실험 시 전자빔 조사에 의해 야기되는 상전이 영향을 배제하고 실험을 수행하려면 illumination angle 0.2mrad (Dose rate : 8000 e/sup -//sec·n㎡)이하로 관찰하고 기록되어야 함을 본 자료로부터 알 수 있었다.운동횟수에 의한 영향으로써 운동시간을 1일 6시간으로 설정하여, 운동횟수를 결정하기 위하여 오전, 오후에 각 3시간씩 운동시키는 방법과 오전부터 6시간동안 운동시키는 두 방법을 이용하여 품질을 비교하였다. 각 조건에 따라 운동시킨 참돔의 수분함량을 나타낸 것으로, 2회(오전 3시간, 오후 3시간)에 나누어서 운동시키기 위한 육의 수분함량은 73.37±2.02%를 나타냈으며, 1회(6시간 운

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제35권4호
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• pp.335-343
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• 2012

세기조절방사선치료는 기존의 3차원입체조형방사선치료보다 표적체적에 최적의 선량분포를 구현하면서 주변 정상조직에 들어가는 선량을 최소화할 수 있는 치료기법으로 현재 임상에서 많은 각광을 받고 있다. 특히 2011년 국민건강보험으로 인정되면서 그 이용이 대폭 증가하고 있는 추세이다. 또한 10 MV 이상의 고에너지 광자선에 대한 방사선 치료 이용이 증가하였고, 이러한 광자선은 타겟, 편평화여과기, 콜리메이터, 그리고 다엽콜리메이터와 같은 원자번호가 높은 물질과 광핵반응을 통하여 광중성자가 발생하게 된다. 특히 다엽콜리메이터 기반의 세기조절방사선치료는 MU를 증가시켜, 결국 광핵반응에 의한 광중성자 발생률을 증가시키게 된다. 이에 본 연구에서는 Rando 팬텀을 이용한 자궁경부암의 방사선치료에 있어 3차원입체조형방사선치료와 세기조절방사선치료 시 발생되는 광중성자의 선량을 정량적으로 평가하였다. 자궁경부암 치료를 위해 Rando 팬텀을 이용하여 3차원입체조형치료계획과 세기조절방사선치료 계획을 수립하였다. 치료실에 Rando 팬텀을 셋업 하였고, 광자극 발광선량계를 복부, 흉부, 경부, 그리고 미간의 표면에 부착한 후 치료계획을 기반으로 15 MV 광자선을 조사시켰다. 측정은 각 측정위치에서 5회 반복 시행하였다. 세기조절방사선치료로부터 측정된 광중성자의 선량을 3차원입체조형방사선치료와 비교했을 때, 복부, 흉부, 경부, 그리고 미간 측정 위치에서 각각 9.0 배, 8.6 배, 8.8 배, 그리고 14 배로 많이 발생함을 확인할 수 있었다. 이는 15 MV 광자선을 이용한 세기조절방사선치료가 조사야 밖에서 상당한 양의 광중성자를 발생시킴을 알 수 있었다. 의료용선형가속기의 물리적인 특성상 광중성자의 발생을 원천적으로 차단하기는 어렵겠지만 의료의 질적인 면이나 암 환자의 삶의 질 향상을 위해서 조사야 외 불필요하게 영향을 받는 정상조직에 대해서는 적절하게 보호할 수 있는 방안이 모색 되어야 하겠다.