• 제목/요약/키워드: Radiation Shielding Materials

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핵의학 방사선 작업종사자 피폭 감소 방안에 대한 연구 (A Study on Reduction of Radiation Exposure by Nuclear Medicine Radiation Workers)

  • 이왕희;안성민
    • 한국방사선학회논문지
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    • 제13권2호
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    • pp.271-281
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    • 2019
  • 본 연구는 다양한 종류의 차폐체가 가진 차폐 효율을 확인하고, 인체모형 팬텀을 활용해 깊이에 따른 장기별 선량을 측정한 것이다. 개인방사선량측정기를 이용한 차폐체 차폐효율 측정 결과 다양한 차폐체 중 나노텅스텐으로 구성된 1.1 mm RNS-TX가 가장 높은 차폐 효율을 보였고, 0.2 mm 납 차폐체가 가장 낮은 차폐 효율을 보였다. $^{99m}Tc$ 30 mCi를 120분 동안 팬텀에 노출시킨 뒤 장기가 받은 선량 측정 결과. 방사선 방호복을 착용하지 않은 경우, 0.25 mm Pb, 0.5 mm Pb 방호복을 착용한 경우, 장기의 평균 선량은 각각 20.53 mSv, 8.75 mSv, 6.03 mSv로 나타났다. $^{131}I$ 2 mCi를 120분 동안 팬텀에 노출시킨 뒤 장기가 받은 선량 측정 결과, 방사선 방호복을 착용하지 않은 경우, 0.25 mm Pb, 0.5 mm Pb 방호복을 착용한 경우, 장기의 평균 선량은 각각 7.71 mSv, 4.88 mSv, 2.79 mSv로 나타났다. $^{18}F$ 5 mCi를 120분 동안 팬텀에 노출 시킨 뒤 장기가 받은 선량 측정 결과. 방사선 방호복을 착용하지 않은 경우, 0.25 mm Pb, 0.5 mm Pb 방호복을 착용한 경우, 장기의 평균 선량은 각각 16.39 mSv, 15.84 mSv, 12.52 mSv로 나타났다. 핵의학 작업종사자의 피폭선량이 한도를 넘지 않는다고 하더라도, 병원 내 타 직군 종사자와 비교 했을 때, 상대적으로 높은 피폭선량을 보이므로 가볍고 차폐효율이 좋은 차폐물질로 개발된 방사선방호복 착용, 순환 업무, 업무 분담, 오토분주기와 같은 대체 장비 도입 등을 통해 핵의학 작업종사자의 선량을 줄이고, 관리할 수 있어야 한다.

친환경 소재의 의료 방사선 차폐 시트 개발 ; I: 섬유, 고무, 실리콘 소재 차폐 시트의 성능 비교평가 (Development of Radiation Shield with Environmentally-Friendly Materials ; Ⅰ: Comparison and Evaluation of Fiber, Rubber, Silicon in the Radiation Shielding Sheet)

  • 김선칠;박명환
    • 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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    • 제33권2호
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    • pp.121-126
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    • 2010
  • 영상의학과 검사실을 비롯하여 병원에서 의료방사선 차폐제로 사용되는 대표적인 물질이 납이다. 납은 재질이 연하고 오래 동안 변질되지 않으며, 특히 X(${\gamma}$)선에 대한 선흡수계수가 커서 방사선 차폐제로 매우 유용하다. 그러나 납은 생물학적 구조와 기능에 필요하지 않는 부분이 많아 인체에 과다하게 노출되면 위험하므로 카드뮴, 수은, 비소 등과 같이 중금속으로 분류되어 있다. 이러한 위험성에서 벗어나기 위해서 납과 같은 방사선 차폐능력을 가지고 어떠한 형태로도 가공이 가능한 방사선 차폐물질을 개발하려고 노력하고 있다. 본 연구에서는 인체에 무해한 황산바륨을 이용하여 섬유, 고무, 실리콘에 함유하여 의료방사선 차폐시트를 개발하였고 이를 대상으로 의료방사선 차폐능력을 비교 평가하였다. 평가 결과에 있어서 실리콘에 바륨을 함유하여 제조한 시트가 가장 우수한 차폐능을 보였다.

임산부의 방사선치료 시 태아선량 평가 (Estimation of Fetal Dose during Radiation Therapy of Pregnant Patient)

  • 정치훈;김찬용;김보겸;서석진;유숙현;박흥득
    • 대한방사선치료학회지
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    • 제19권1호
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    • pp.35-41
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    • 2007
  • 목 적: 임산부의 방사선치료시 태아에 조사되는 선량을 알아보고, 임상에 적용가능한 간단한 차폐방법을 적용하여 태아선량이 감소되는 정도를 평가하고자 한다. 대상 및 방법: 본원에 내원한 임신 24주째인 뇌전이 환자를 대상으로 전뇌 방사선치료를 시행하는 동안 태아에 조사되는 선량을 인체 팬톰(Anderson Rando Phantom, Alderson Research Laboratories Inc., USA)을 사용하여 평가하였다. 환자에 대한 치료처방은 일일선량 300 cGy, 10회, 총선량 3000 cGy, 그리고 치료조건은 에너지 6 MV, 조사야크기 $18{\times}22cm^2$이었다. 선량평가는 환자 치료조건과 동일한 상태로 조사야 하단에서 각각 30, 40, 50, 60 cm에서 전리함((TN30013, 0.6 cc Farmer type chamber, PTW Unidos, Germany)을 사용하여 측정하였고, 다음은 환자치료조건과 동일하지만 본원에서 고안한 추가 차폐방법(shielding wall, neck supporter, Pb sheets, acrylic bridge)을 이용하여 태아를 차폐한 다음 위의 측정점과 동일한 위치에서 측정하여 그 차폐효과를 비교 평가 하였다. 또한 추가 차폐한 상태에서 열형광선량계(4000, Harshaw, Solon Technologies Inc., USA)를 사용하여 30, 40, 50, 60, 70 cm 지점에서 측정하여 전리함 측정값과 비교 분석하였다. 결 과: 전리함을 이용하여 측정한 결과 환자가 총선량 3,000 cGy를 받는 동안 태아에 조사될 수 있는 선량은, 추가 차폐가 없는 경우 조사야 하단 30, 40, 50, 60 cm에서 각각 3.20, 3.21, 1.44, 0.90 cGy, 추가 차폐가 있는 경우 0.88, 0.60, 0.35, 0.25 cGy로 추가 차폐를 하였을 경우 하지 않았을 경우보다 약 $70{\sim}80%$의 차폐효과를 얻을 수 있었다. 그리고 열형광선량계 측정결과는 1.8, 1.2, 0.8, 1.2, 0.8 (70 cm) cGy로 나타났다. 이로서 태아가 전 치료 과정중 받을 수 있는 총선량은 1 cGy 이하로 측정되었다. 결 론: 임산부의 방사선치료가 필수적으로 요구될 경우 고려되어야 할 가장 중요한 인자는 태아선량의 최소화가 될 것이다. 방사선장애의 역치선량이 $10{\sim}20cGy$인 것을 감안하면 상기 방법에 의한 임산부의 방사선치료는 이러한 목적에 부합될 뿐만 아니라 사용방법 또한 비교적 용이하다고 생각된다.

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A Study of Shielding Properties of X-ray and Gamma in Barium Compounds

  • Seenappa, L.;Manjunatha, H.C.;Chandrika, B.M.;Chikka, Hanumantharayappa
    • Journal of Radiation Protection and Research
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    • 제42권1호
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    • pp.26-32
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    • 2017
  • Background: Ionizing radiation is known to be harmful to human health. The shielding of ionizing radiation depends on the attenuation which can be achieved by three main rules, i.e. time, distance and absorbing material. Materials and Methods: The mass attenuation coefficient, linear attenuation coefficient, Half Value Layer (HVL) and Tenth Value Layer (TVL) of X-rays (32 keV, 74 keV) and gamma rays (662 keV) are measured in Barium compounds. Results and Discussion: The measured values agree well with the theory. The effective atomic numbers ($Z_{eff}$) and electron density (Ne) of Barium compounds have been computed in the wide energy region 1 keV to 100 GeV using an accurate database of photon-interaction cross sections and the WinXCom program. Conclusion: The mass attenuation coefficient and linear attenuation coefficient for $BaCO_3$ is higher than the $BaCl_2$, $Ba(No_3)_2$ and BaSO4. HVL, TVL and mean free path are lower for $BaCO_3$ than the $BaCl_2$, $Ba(No_3)_2$ and $BaSO_4$. Among the studied barium compounds, $BaCO_3$ is best material for x-ray and gamma shielding.

임상 적용 차폐물질에 따른 선량 및 CT 화질 변화 분석 (Analysis of CT Image Quality Change according to Clinical Application Shielding Materials)

  • 김현주
    • 한국방사선학회논문지
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    • 제17권2호
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    • pp.215-221
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    • 2023
  • 수정체가 포함된 Brain CT 스캔 조건 중 관전압을 80, 100, 120 kVp로 변화시켜 적용하고 납, 납 고글, 황산바륨 실리콘 혼합 차폐체를 이용하여 선량의 변화를 분석하고, 차폐체가 화질에 영향을 미치는 정도를 SNR, CNR, SSIM 지수 분석방법을 적용하여 비교 분석해 보았다. 그 결과 모든 차폐물질 적용으로 선량 감소는 하였지만, 선량 감소 차는 크지 않은 것으로 분석되었다(P > 0.05). 또한 차폐물질 적용으로 화질의 변화는 납 고글 적용 시 SNR, CNR이 가장 높았고 SSIM 분석에서도 기준값 1에 가장 근접하여 구조적 유사도가 가장 우수한 것으로 측정되었다. 따라서, 본 연구결과를 기준으로 더욱 다양한 차폐체 적용과 임상실험 결과를 도출하여 적용한다면 차폐체 활용 검사 시 임상 적용기준에 도움을 줄 수 있을 것으로 사료된다.

이중 구조의 X선 차폐시트 설계를 위한 FLUKA 수송코드의 신뢰성 검증 (Reliability Verification of FLUKA Transport Code for Double Layered X-ray Protective Sheet Design)

  • 강상식;허승욱;최일홍;전제훈;양승우;김교태;허예지;박지군
    • 한국방사선학회논문지
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    • 제11권7호
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    • pp.547-553
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    • 2017
  • 현재 의료분야에서는 방사선 차폐체로서 납(Pb)이 널리 쓰이고 있다. 하지만 납은 무게가 매우 무거워 납치마 등의 방호복은 장시간 착용이 어려우며, 인체에 치명적인 납 중독의 위험이 상시 가지고 있다는 문제점을 가지고 있다. 이러한 문제점을 해결하고자 납을 대체 할 수 있는 물질에 대한 많은 연구가 진행되고 있다. 현재 납의 대체물질로써 대표적인 바륨(Ba)과 요오드(I) 등은 우수한 차폐능을 가지고 있지만, 30keV 근처의 에너지 영역에서 특성 X선을 방출하는 특성을 가지고 있다. 환자나 방사선 종사자의 경우 차폐체를 인체에 접촉하고 있는 경우가 많으므로 차폐체에서 발생되는 특성 X선이 인체에 직접 조사되어 방사선 피폭을 증가시킬 위험이 매우 높다. 본 연구에서는 바륨(Ba)과 요오드(I)등에서 발생되는 특성 X선을 제거하기에 적절한 이중구조 차폐체를 방사선 수송코드 중 하나인 FLUKA 수송코드를 개발하여 선행연구로서 진행된 MCNPX 시뮬레이션과 비교 분석하여 이중구조 차폐체의 차폐율에 대한 신뢰성을 검증하고자 하였다. MCNPX와 FLUKA를 이용하여 황산바륨($BaSO_4$)과 산화비스무스($Bi_2O_3$)로 이루어진 다양한 두께조합의 이중구조 차폐체를 설계하였으며, IEC61331-1에 제시된 모식도를 기하학적으로 동일하게 시뮬레이션 상에 구현하였다. 또한, 120 kVp의 연속 X선 스펙트럼에 대한 차폐체의 투과스펙트럼과 흡수선량을 납과 비교 평가하였다. 평가결과, $0.3mm-BaSO_4/0.3mm-Bi_2O_3$$0.1mm-BaSO_4/0.5mm-Bi_2O_3$ 구조에서는 33 keV와 37 keV의 특성 X선을 모두 흡수하였으며, 90 keV 이상의 고에너지 X선에 대해서도 납과 거의 유사한 차폐효율을 보였다. 또한, FLUKA의 수송코드는 33 keV 이하에서는 cut-off 가 발생하여 저에너지 X선 광자에 대한 전산모사에 제약이 있지만, 40 keV 이상의 고에너지 영역에서 MCNPX와의 상대오차가 6 % 이내로 신뢰성이 매우 우수하다는 것을 확인할 수 있었다.

Energy build-up factors estimation for BaZr0.10Ti0.90O3, Ba0.90La0.10TiO3 and Ba0.90La0.10Zr0.10Ti0.90O3 ceramics in shielding applications

  • Sarabjeet Kaur;Vidushi Karol;Pankaj Kumar;Gurpreet Kaur;Prianka Sharma;Amandeep Saroa;Amrit Singh
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제56권5호
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    • pp.1822-1829
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    • 2024
  • The search for materials that serve as good shields for radiation has become very important in light of the increasing exposure to ionizing radiation in various vital sectors. The aim is to search for novel materials with better radiation shielding properties that are stable, nontoxic, and abundant and environment friendly. The solidstate reaction approach has been used to synthesize a few ceramics, including BaZrXTi1-XO3, Ba1-XLaXTiO3 and Ba1-XLaXZrXTi1-XO3 (with x = 0.10) i.eBaZr0.10Ti0.90O3 (BZT), Ba0.90La0.10TiO3 (BLT), and Ba0.90La0.10Zr0.10Ti0.90O3 (BLZT). The density of the prepared samples varies from 6.3471 to 11.6003 g/cm3. The X-ray diffraction technique, shows strong peaks to confirm the crystalline structure of prepared ceramic samples. Using the G-P fitting approach, the advanced radiation shielding parameters (build-up factor) have been evaluated in the photon energy region of 1.5 keV-15 MeV. It is observed from the results that exposure buildup factor (EBF) and energy absorption buildup factor (EABF) are maximum for BLZT and has the minimum value for BZT in the entire photon energy regime. The results of this work should be useful in radiation shielding applications such as in industry, medicine, and nuclear engineering.

3D 프린터 필라멘트 재료를 이용한 야외 방사선투과검사용 차폐체 개발을 위한 연구 (Study on the Development of an Outdoor Radiographic Test Shield Using 3D Printer Filament Materials)

  • 문익기;신상화
    • 한국방사선학회논문지
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    • 제13권4호
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    • pp.565-572
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    • 2019
  • 본 연구에서는 야외 방사선투과검사 시 방사선작업종사자의 맞춤형 차폐체 제작을 위해 3D 프린터 필라멘트의 재질 및 두께에 대한 차폐 분석을 수행하였다. MCNPX를 이용한 모의 모사를 통해 복셀 선원 $^{192}Ir$, $^{75}Se$를 선택 후 ICRU Slab Phantom에 차폐체를 부착하고, 선원과 Slab Phantom의 거리를 100 cm으로 설정하였다. 12 개의 차폐물질에 대하여 차폐물질이 없는 경우부터 200 mm 까지 5 mm 단위로 나누어 각 차폐물질별 단위 질량 당 흡수되는 에너지를 평가하였다. 그 결과 모든 방사선투과검사용 감마선원에서 ABS + Tungsten, ABS + Bismuth, PLA + Copper, PLA + Iron 순으로 차폐 효과가 높은 것으로 나타났다. 그러나 납에 비해서는 다소 낮은 차폐 효과를 보였다. 향후 본 연구를 토대로 원자번호와 밀도가 높은 필라멘트 재료에 대한 추가적인 연구가 필요할 것으로 판단된다.

에폭시수지계 중성자 차폐재 제조 및 특성 (Fabrication and Characteristics of Epoxy Resin-Type Based Neutron Shielding Materials)

  • 조수행;김익수;도재범;노성기;박현수
    • 한국재료학회지
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    • 제8권5호
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    • pp.457-463
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    • 1998
  • 방사선물질의 수송 및 저장용기 등에 사용되는 에폭시수지계 중섣자 차폐재, KNS-201, KNS-301 및 KNS-601을 제조하였다. 기본물질은 개질 및 수소 첨가된 비스페놀 A형 그리고 노블락형 에폭시수지이며, 첨가제로는 수산화알루미늄 및 탄화붕소이다. 이들 중성자 차폐재들의 열적 및 역학적 성질 및 재방사선성 등을 평가하기 위해 여러 특성시험을 행하였다. 조사된 제반 특성들은 열분해온도;$257~280^{\circ}C$, 열전도도;0.95~1.14W/m.K, 열팽창계수 ;0.77~1.26x$10^{-6}$$^{\circ}$$C^{-1}$, 연소특성;$800^{\circ}C$이하, 평균연소시간;5초 이하, 평균연소길이 ;5mm 이하, 인장강도;2.5~3.2Kg/$\textrm{mm}^2$,압축강도:13.2~15.2kg/$\textrm{mm}^2$ 굴곡강도:5.2~604Kg/$\textrm{mm}^2$ 등을 나타냈다. 전반적으로 개발된 중성자 차폐재들의 관련 특성들이 외국에서 사용되는 중성자 차폐재, NS-4-RF보다 우수한 것으로 나타났다. 또한 KNS-601의 내방사선성이 KNS-201과 KNS-301보다 우수한 것으로 나타났다. 또한 KNS-601의 내방사선이 KNS-201과 KNS-301보다 우수한 것으로 나타났다.

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Characterization of glasses composed of PbO, ZnO, MgO, and B2O3 in terms of their structural, optical, and gamma ray shielding properties

  • Aljawhara H. Almuqrin;M.I. Sayyed;Ashok Kumar;U. Rilwan
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제56권7호
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    • pp.2842-2849
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    • 2024
  • The amorphous glasses containing PbO, ZnO, MgO, and B2O3 have been fabricated using the melt quenching technique. The structural properties have been analysed using the Fourier-transform infrared (FTIR) and Raman spectroscopy. Derivative of Absorption Spectra Fitting (DASF) method have been used to estimate the band gap energy from the UV-Vis absorption data which decreases from 3.02 eV to 2.66 eV with increasing the concentration of the PbO.The four glass samples 0.284 and 0.826 MeV showed unique variations in terms of gamma attenuation ability. LZMB4 glass sample proved to be the mist effective in terms of shielding of gamma radiation as it requires little distance compared to LZMB3, LZMB2 and LZMB1 to attenuate. RPE revealed a raise with increase in the thickness of the material and reduces as the energy raises. TF is superior in LZMB1 compared to LZMB2, LZMB3 and LZMB4, confirming that, LZMB4 will attenuate better. The ZEff of the materials was seen falling as the energy increases, confirming that the linear attenuation coefficient of the glass materials decreases when the energy is increased. The results confirmed that, glass material LZMB4 is the best option especially for gamma radiation shielding applications compared to LZMB3, followed by LZMB2, then LZMB1.