• Journal of Radiation Protection and Research
• /
• 제43권4호
• /
• pp.137-142
• /
• 2018

Background: Gamma-ray detectors having a thin window of a material with low atomic number can increase the true coincidence summing effects for radionuclides emitting X-rays or gamma-rays. This effect can make efficiency calibration or spectrum analysis more complicated. In this study, a Cu shield was tested as an X-ray filter to neglect the true coincidence summing effect by X-rays and gamma-rays in gamma-ray spectrometry, in order to simplify gamma-ray energy spectrum analysis. Materials and Methods: A Cu shield was designed and applied to an n-type high-purity germanium detector having an $X-{\gamma}$ summing effect during efficiency calibration. This was tested using a commercial, certified mixed gamma-ray source. The feasibility of a Cu shield was evaluated by comparing efficiency calibration results with and without the shield. Results and Discussion: In this study, the thickness of a Cu shield needed to avoid true coincidence summing effects due to $X-{\gamma}$ was tested and determined to be 1 mm, considering the detection efficiency desired for higher energy. As a result, the accuracy of the detection efficiency calibration was improved by more than 13% by reducing $X-{\gamma}$ summing. Conclusion: The $X-{\gamma}$ summing effect should be considered, along with ${\gamma}-{\gamma}$ summing, when a detection efficiency calibration is implemented and appropriate shielding material can be useful for simplifying analysis of the gamma-ray energy spectra.

• 설비공학논문집
• /
• 제24권4호
• /
• pp.323-329
• /
• 2012

In this study, a rational procedures for estimation of insulation thickness of a vertical wall for condensation control or personnel protection has been investigated. Design parameters are height of the wall, thermal conductivity, emissivity, and operating temperatures. The results indicated that the surface emissivity plays a very important role in the design of insulation for the purpose of surface temperature control, especially in natural convection situation. radiation heat transfer coefficients for some new insulation material surface, such as elastomers, estimated to be more than 90% of the total surface heat transfer coefficient.

• Journal of Radiation Protection and Research
• /
• 제45권1호
• /
• pp.35-44
• /
• 2020

Background: Cadmium zinc telluride (CZT) is a promising material because of a high detection efficiency, good energy resolution, and operability at room temperature. However, the cost of CZT dramatically increases as its size increases. In this study, to achieve a large effective volume with relatively low cost, an array structure comprised of individual virtual Frisch-grid CZT detectors was proposed. Materials and Methods: The prototype consisted of 2 × 2 CZTs, a holder, anode and cathode printed circuit boards (PCBs), and an application-specific integrated circuit (ASIC). CZTs were used and the non-contacting shielding electrode method was applied for virtual Frisch-grid effect. An ASIC was used, and the holder and the PCBs were fabricated. In the current system, because the CZTs formed a common cathode, a total of 5 channels were assigned for data processing. Results and Discussion: An experiment using ¹³⁷Cs at room temperature was conducted for 10 minutes. Energy and timing information was acquired and the depth of interaction was calculated by the timing difference between the signals of both electrodes. Based on obtained three-dimensional position information, the energy correction was carried out, and as a result the energy spectra showed the improvements. In addition, a Compton image was reconstructed using the iterative method. Conclusion: The virtual Frisch-grid CZT detector based on the array structure was developed and the energy spectra and the Compton image were successfully acquired.

• Nuclear Engineering and Technology
• /
• 제51권3호
• /
• pp.647-653
• /
• 2019

A comprehensive study of photon interaction features has been made for some alloys containing Pd and Ag content to evaluate its possible use as alternative gamma radiations shielding material. The mass attenuation coefficient (${\mu}/{\rho}$) of the present alloys was measured at various photon energies between 81 keV - 1333 keV utilizing HPGe detector. The measured ${\mu}/{\rho}$ values were compared to those of theoretical and computational (MCNPX code) results. The results exhibited that the ${\mu}/{\rho}$ values of the studied alloys are in same line with results of WinXCOM software and MCNPX code results at all energies. Moreover, Pd75/Ag25 alloy sample has the maximum radiation protection efficiency (about 53% at 81 keV) and lowest half value layer, which shows that Pd75/Ag25 has superior gamma radiation shielding performance among the compared other alloys.

• Nuclear Engineering and Technology
• /
• 제51권3호
• /
• pp.853-859
• /
• 2019

A comprehensive study of photon interaction features has been made for some alloys containing Pd and Ag content to evaluate its possible use as alternative gamma radiations shielding material. The mass attenuation coefficient (${\mu}/{\rho}$) of the present alloys was measured at various photon energies between 81 keV-1333 keV utilizing HPGe detector. The measured ${\mu}/{\rho}$ values were compared to those of theoretical and computational (MCNPX code) results. The results exhibited that the ${\mu}/{\rho}$ values of the studied alloys are in the same line with results of WinXCOM software and MCNPX code results at all energies. Moreover, Pd75/Ag25 alloy sample has the maximum radiation protection efficiency (about 53% at 81 keV) and lowest half value layer, which shows that Pd75/Ag25 has superior gamma radiation shielding performance among the other compared alloys.

• 한국융합학회논문지
• /
• 제12권4호
• /
• pp.87-94
• /
• 2021

의료기관의 방사선 차폐체의 차폐물질이 친환경소재로 변화되면서 기존 납의 일반된 차폐특성보다 차폐물질의 특성에 따른 방사선 방어가 중요한 요소로 대두되고 있다. 납과 유사한 차폐물질로 대표적인 텡스텐과 황산바륨은 친환경 소재로 시트나, 섬유 형태로 제작되어 사용되고 있다. 이테르븀은 치과 방사선영역에서 불투과성 물질로 불소화합물로 사용되었으며, 에너지대별 차폐특성과 기존 친환경소재의 차폐특성과 비교하여 x-선 차폐영역에서 차폐성능을 평가하고자 한다. 동일한 공정과 조건하에 세 종류의 차폐시트를 제작하여 실험하였으며, 의료방사선 영역에서 텅스텐과 약 5 % 차폐성능 차이가 나타났으며, 황산바륨보다 우수한 차폐성능을 보였다. 차폐시트의 단면 구조에서는 인자의 배열이 일정하지 못하는 큰 단점을 보였다. 따라서 산화이테르븀은 의료방사선 차폐물질로 충분한 가능성을 보였으며, 입자배열 구조와 입자크기 조절로 차폐성능을 향상시킬 수 있을 것으로 사료된다.

• Journal of Radiation Protection and Research
• /
• 제41권2호
• /
• pp.167-171
• /
• 2016

Background: TlBr is of considerable technological importance for radiation detection applications where detecting high-energy photons such as X-rays and ${\gamma}$-rays are of prime importance. However, there were few reports on investigating optical properties of TlBr itself for deeper understandings of this material and for making better radiation detection devices. Thus, in this paper, we report on the optical characterizations of TlBr single crystals. Spectroscopic ellipsometry (SE) and photoluminescence (PL) measurements at RT were performed for this work. Materials and Methods: A 2-inch TlBr single crystalline ingot was grown by using the vertical Bridgman furnace. SE measurements were performed at RT within the photon energy range from 1.1 to 6.5 eV. PL measurements were performed at RT by using a home-made PL system equipped with a 266 nm-laser and a spectrometer. Results and Discussion: Dielectric responses from SE analysis were shown to be slightly different among the different samples possibly due to the different structural/optical properties. Also from the PL measurements, it was observed that the peak intensities of the middle samples were significantly higher than those of the other two samples. With the given values for permittivity of free space (${\varepsilon}_0=8.854{\times}10^{-12}F{\cdot}m^{-1}$), thickness (d = 1 mm), and area ($A=10{\times}10mm^2$) of the TlBr sample, capacitances of TlBr were 6.9 pF (at $h{\nu}=3eV$) and 4.4 pF (at $h{\nu}=6eV$), respectively. Conclusion: SE and PL measurement and analysis were performed to characterize TlBr samples from the optical perspective. It was observed that dielectric responses of different TlBr samples were slightly different due to the different material properties. PL measurements showed that the middle sample exhibited much stronger PL emission peaks due to the better material quality. From the SE analysis, optical, dielectric constants were extracted, and calculated capacitances were in the few pF range.

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

• Journal of Radiation Protection and Research
• /
• 제20권1호
• /
• pp.1-7
• /
• 1995

스트론튬선택성을 갖는 크로마토그래피용 수지인 $Sr-Spec^{TM}$을 이용한 환경시료중 토양시료와 물시료에 대한 방사성 스트론들 분리를 고찰하였다. 이 수지는 질산수용액에서 스트론튬과 큰 결합능력을 가졌으며, 다량의 칼슘원소의 존재에서도 스트론튬분리를 할 수 있는 선택성을 가졌다. 그러나 K나 Ba와 같은 방해원소에 의해서는 스트론튬 추출능력이 감소하였고, 때문에 토양시료중의 스트론튬 분석시에는 이러한 방해원소의 제거단계가 필요하였다. 그러나 물시료증 스트론튬분석에서는 이 수지를 사용함으로써 간편하고 효율높게 분리할 수 있었다.

• Journal of Radiation Protection and Research
• /
• 제36권1호
• /
• pp.23-27
• /
• 2011

방사선 치료를 받는 환자의 생식선에 대한 피폭 선량을 최소화하기 위한 차폐체의 성능을 MOSFET 측정을 통해 평가하고자 서울대학교 병원 방사선 종양학과에서 4명의 남자 직장암 환자를 대상으로 2009 년 이후로 시행한 생식선 차폐체 선량 측정 결과를 이용하였다. 환자 치료는 Varian 21EX 선형가속기 (LINAC) 에서 방출되는 6 MV 와 15 MV 의 X.ray 를 이용하였다. 선형가속기의 조준기 (collimator) 등에 의한 산란선 (scattered ray) 뿐만 아니라 방사선조사영역(radiation field) 내의 치료부위로부터 산란되어 전달되는 산란선을 최소로 하기 위하여 3면이 모두 차폐될 수 있도록 차폐체는 상자 모양으로 제작되었다. 차폐체는 납으로 만든 $7.5\;cm\;{\times}\;9.5\;cm\;{\times}5.5\;cm$ 크기의 상자와 $9\;cm\;{\times}\;9.5\;cm\;{\times}\;1\;cm$ 크기의 덮개로 이루어져 있다. 차폐체의 성능 평가를 위한 선량 측정은 MOSFET 을 이용하였다. 생식선 차폐체를 이용한 경우 차폐체 안쪽의 피폭 선량이 바깥쪽에 비해 평균적으로 23.07% 로 감소하였다. 차폐체 안쪽에 전달된 선량은 평균 0.01 Gy (표준편차 0.004 Gy) 로 측정되었다. 차폐체의 성능은 환자들 별로 적게는 18.76%부터 많게는 38.20% 까지 차이를 보였으나 전달된 절대적 선량은 무정자증 (aspermia) 의 가능성이 있는 0.35 Gy 와, 불임을 초래할 수 있는 2.0 Gy 의 기준치 이하로서, 차폐체의 효과는 충분한 것으로 확인할 수 있다. MOSFET 측정 결과, 생식선 차폐체를 이용하여 환자 생식선에 피폭되는 선량을 효과적으로 감소시킬 수 있음을 확인하였다. 기존의 연구에서 TLD 를 이용한 측정과 비교하여 MOSFET 을 이용하였을 때 보다 실시간으로 정확하게 차폐체에 의한 생식선의 선량 감소 효과를 평가할 수 있음을 확인하였다.