• Title/Summary/Keyword: Radioactive Materials

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Multivariate statistical study on naturally occurring radioactive materials and radiation hazards in lakes around a Chinese petroleum industrial area

  • Yan Shi;Junfeng Zhao;Baiyao Ding;Yue Zhang;Zhigang Li;Mohsen M.M.Ali;Tuya Siqin;Hongtao Zhao;Yongjun Liu;Weiguo Jiang;Peng Wu
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제56권6호
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    • pp.2182-2189
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    • 2024
  • The high-purity germanium gamma-ray spectrometer was used to measure the radioisotope in surface water of lakes in a Chinee petroleum industrial area. 92 samples were collected from surface water of three lakes. Activity concentrations of 232Th, 226Ra and 40K in three lakes were measured, distributed in the range of 101.8-209.4, 192.1-224.9 and 335.0-548.9 mBq/L, respectively. Results were all within the limits of WHO and China. Potential environmental and health risks were assessed by calculating some radiation hazard indicators, radium equivalent index, annual effective dose, excess lifetime cancer risk, absorbed dose rate, external hazard index, internal hazard index, annual gonadal dose equivalent, activity utilization index and representative gamma index, which ranged 0.38-0.54 Bq/L, 0.06-0.08 mSv/y, 0.23 × 10-3-0.31 × 10-3, 0.17-0.24 nGy/h, 1.01 × 10-3-1.46 × 10-3, 1.55 × 10-3-2.02 × 10-3, 1.16-1.66 μSv/y, 3.13 × 10-3-4.45 × 10-3 and 2.60 × 10-3-3.77 × 10-3. The results were all at acceptable levels, meaning no impact on human health. The relationship between the electrical conductivity of surface water and the activity concentration of 232Th, 226Ra and 40K was evaluated. The electrical conductivity value was 0.241-0.369 mS/cm, showing a significant correlation coefficient between 226Ra and 40K and electrical conductivity. Multivariate statistical methods were used to determine the relationship between the activity concentrations of 232Th, 226Ra, and 40K, radiation hazard indicators and electrical conductivity.

대기 누출 방사성물질 선원 위치 추적을 위한 3차원 궤적모델 개발 (Development of Three-Dimensional Trajectory Model for Detecting Source Region of the Radioactive Materials Released into the Atmosphere)

  • 서경석;박기현;민병일;김소라;양병모
    • Journal of Radiation Protection and Research
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    • 제41권1호
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    • pp.31-39
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    • 2016
  • 연구배경: 우리나라를 포함한 중국, 대만, 북한, 일본 등에서 원전, 재처리시설과 같은 원자력시설의 증가에 따라 주변국 핵활동 분석의 종합적 대책이 필요하다. 우리나라와 포괄적핵실험금지조약기구(Comprehensive Nuclear-Test-Ban Treaty Organization, CTBTO)는 동북아시아 지역에서 핵종 탐지소를 운영 중으로, 핵종탐지 장비에서 특이 값 측정시 모니터링 자료의 분석과 더불어 배출원 탐색모델을 이용하여 핵종의 기원이 어디인지 추정하고 평가하는 것은 주변국 핵활동에 대한 감시 및 안전성 확보 측면에서 중요하다. 재료 및 방법: 주변국의 은밀한 핵활동 시 방사성핵종의 기원을 추정하기 위하여 3차원 전진/후진형 궤적모델을 개발하였다. 개발된 궤적모델은 궤적 미분방정식을 유한차분법을 이용한 방법으로 주어진 바람자료를 이용하여 방사성핵종의 방출지점으로부터 입자의 궤적을 순차적으로 찾아가는 전진형 모델과 시간 역산으로 방출기원을 추정하는 후진형 모델로 구성되었다. 결과 및 논의: 개발된 궤적모델의 검증을 위하여 체르노빌 사고 당시 측정된 농도자료를 이용하였다. 검증결과 관측지점의 농도가 높게 측정된 지점과 방출기원에서 가까운 지역으로부터 시간 역산의 방출지점을 추정한 결과의 정확도가 높았다. 3차원 궤적모델은 방출시간, 방출높이, 방출간격 등의 변수에 의해 계산결과가 달라지는 불확도를 내포하고 있는데, 이러한 궤적모델의 불확도를 최소화하기 위해 한국원자력연구원에서 개발한 대기확산모델(long-range accident dose assessment system, LADAS)를 이용하여 fields of regards (FOR) 기법에 의해 오염물 방출영역을 추정한바 신뢰성 있는 결과를 얻었다. 결론: 본 연구를 통하여 개발된 배출원 탐색모델은 주변국의 은밀한 핵활동 시 핵종 탐지장비와 연계하여 방사성핵종의 방출지역과 기원을 파악하여 우리나라의 핵종탐지 능력을 향상하고 핵활동 및 방사선 안전 분야에서 주도적 역할을 할 수 있을 것으로 생각된다.

방사성의약품 투여 시 피폭선량 저감에 대한 연구 (The Study of Radiation Reducing Method during Injection Radiopharmaceuticals)

  • 조석원;정석;박준영;오신현;남궁혁;오기백;김재삼;이창호
    • 핵의학기술
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    • 제16권1호
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    • pp.80-85
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    • 2012
  • 전신 골 스캔은 골친화성 방사성의약품으로 뼈의 생리적 변화를 영상화하는 검사방법으로, 140 keV의 감마선을 방출하는 방사성핵종이 표지된 방사성의약품을 주사 후 촬영하는 영상기법이다. 외부피폭으로부터 방사선방호의 3원칙은 시간, 거리, 차폐이다. 방사성의약품은 투여 시 개봉선원이 되기 때문에 방사선방호 원칙에 따라 피폭을 줄이기 위하여 빠른 시간 내에 주사하는 것이 좋다. 하지만 방사성의약품은 환자에게 직접 투여하기 때문에 선원으로부터 거리를 멀리할 수 없는 제한점이 있다. 본 연구는 방사성의약품으로부터 거리에 따른 피폭선량 변화를 확인하고, 차폐체를 사용 후 피폭량의 변화를 관찰하여 방사선 종사자의 피폭 관리에 도움이 되고자 한다. 방사성의약품 투여 시 소요되는 주사시간의 평균을 구하기 위하여 훈련된 주사 담당자가 환자에게 주사하는 시간을 총 50회 측정하였고, 그 평균값(약 2분)을 구하였다. 1 mL주사기에 옥시드로산테크네슘 925 MBq를 0.2 mL 로 맞춘 다음 50 cm, 100 cm, 150 cm, 200 cm에서 방사선 측정기(FH-40, Thermo Scientific, USA)로 선량을 측정하였다. 그리고 방사선차폐체(납 6 mm)를 선원으로부터 25 cm에 설치 한 후 50 cm 거리에서 선량을 측정하였다. 모든 선량측정은 각각 20회에 걸쳐 재현성을 검증하였다. 차폐 전과 차폐 후의 선량의 상관관계는 SPSS (ver. 18)을 사용하여 paired t-test로 검증하였다. 차폐체를 설치하지 않은 선원으로부터 거리에 따른 2분간 받는 피폭량은 50 cm에서 $1.986{\pm}0.052{\mu}Sv$, 100 cm에서 $0.515{\pm}0.022{\mu}Sv$, 150 cm에서 $0.251{\pm}0.012{\mu}Sv$, 200 cm에서 $0.148{\pm}0.006{\mu}Sv$로 나타났다. 차폐를 설치 후 측정 시 피폭량은 $0.035{\pm}0.003{\mu}Sv$로 차폐체 사용 전과 후의 피폭선량은 통계적으로 유의한 차이가 있는 것으로 나타났다($p$<0.001).전신 골스캔은 핵의학 검사에서 많은 비중을 차지하고 있기 때문에 방사성의약품 투여 시 피폭을 줄이기 위해서 외부피폭의 방어원칙을 적절히 병행하여 피폭 저감을 위해 노력해야 한다. 하지만 방사성의약품은 환자에게 직접 투여하기 때문에 선원으로부터 거리를 멀리할 수 없고, 환자의 혈관 확보가 어려운 경우 주사시간이 길어질 수 있다. 본 연구를 통해 거리가 멀어짐에 따라 피폭선량이 감소하는 것을 확인하였고, 선원으로부터25 cm 거리에 차폐체 설치 시 피폭선량이 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 본 연구를 통해 방사성의약품 투여 시 차폐체를 사용함으로써 방사선 피폭 저감에 도움이 될 것으로 사료된다.

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I-131 치료시 환자의 신장기능과 다양한 요인으로 의한 퇴원선량 및 치료병실 오염도의 유의성에 관한 연구 (In the Treatment I-131, the Significance of the Research that the Patient's Discharge Dose and Treatment Ward can Affect a Patient's Kidney Function on the Significance of Various Factors)

  • 임광석;최학기;이기현
    • 핵의학기술
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    • 제17권1호
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    • pp.62-66
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    • 2013
  • 우리나라의 갑상선 암이 증가함에 따라서 갑상선 전 절제술 후 고용량 방사성동위원소 치료를 받는 환자 또한 증가하였다. 하지만 치료를 위해서 사용되는 I-131의 경우 반감기가 8.01일 이며 감마선과 베타선을 내는 특징이 있어 타인에게 줄 수 있는 외부 피폭의 영향을 막기 위해 일정기간 동안 환자가 격리병실에 입원하여 치료를 받게 된다. 이틀 내지 사흘 동안의 격리치료를 한 후 퇴원 전 환자의 몸에서 나오는 방사선량이 법적 기준(70 uSv/h)에 만족하는지 확인한 후 퇴원을 하게 된다. 그리고 다음 환자가 입원 시까지 병실 곳곳의 오염도를 확인 한 후 필요 시에는 제염작업을 수행하게 된다. 우리는 이러한 일련의 과정들 상에서 의료진들이 피폭의 영향을 받게 되는 주 요인으로는 환자의 퇴원선량 확인 및 치료병실의 오염도확인과 제염작업시의 피폭으로 예상된다. 본 연구는 환자의 여러 가지 요소들을(환자의 신기능, 연령, 성별, 초기 투여용량, Tg, Tg-ab)정하고 그 인자들을 통해 환자의 퇴원선량 및 치료병실 오염도에 어떠한 영향을 미치는지 알아보고자 한다. 본원에서 2011년 8월 1일부터 2012년 5월 29일까지 입원하여 고용량방사성 요오드 치료를 받은 환자 151명을 대상으로 실시하였다. 환자의 glomerular filtration rate (GFR) 값이 높을수록 퇴원선량이 낮은 상관관계를 보였다(P<0.001).초기 투여용량의 경우 5.5 GBq (150 mCi) 미만과 5.5 GBq (150 mCi) 이상을 투여 받은 환자군 두 그룹 사이에 평균 퇴원선량을 비교 분석한 결과 5.5 GBq (150 mCi) 미만을 투여 받은 환자 군에서 퇴원선량이 유의하게 낮음을 알 수 있었다($23.95{\pm}10.44uSv/h$, $28.65{\pm}11.79uSv/h$). 연령,성별, Tg, Tg-ab는 환자의 퇴원 선량과 유의한 관계를 보이지 않았다(p>0.05). 그리고 치료병실 오염도는 환자의 퇴원선량과 환자의 신기능과는 유의한 관계를 보이지 않았다 (p>0.05). 병실 오염도의 경우는 입원기간 동안 환자의 생활습관이나 기타 다른 다양한 요인에 의해 영향을 받을 것으로 사료된다. 비록 성별의 집단 간에 따라서 오차가 있다고 여겨지지만 추후 더 많은 환자들을 비교 분석 한다면 도움이 될 것이라고 판단된다. 또한 퇴원선량과 병실의 오염도에 영향을 줄 수 있는 기타 다른 요인들에 대해서도 지속적으로 연구한다면 환자 본인의 피폭뿐만 아니라 가족과 그주변인 의료진들에게도 조금이나마 피폭의 영향을 감소 시킬 수 있을 것이라고 사료된다.

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기체크로마토그래프법을 이용한 [F-18]FDG의 잔류용매 분석 (Analysis of Residual Solvents of [F-18]FDG Using Gas Chromatography)

  • 김동일;이일중;김시활;지용기;석재동
    • 핵의학기술
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    • 제15권2호
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    • pp.26-29
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    • 2011
  • [F-18]FDG 제조 후 품질관리를 수행하는데 있어서 품질관리 항목 중 잔류용매 시험은 최종 [F-18]FDG 바이알에 잔류하는 유기용매를 측정하기 위한 것이다. 본 연구는 자동합성장치에 따른 최종 [F-18]FDG 바이알에 잔류하는 유기용매의 종류를 파악하고, 잔류량을 측정하고자 하였다. 불꽃이온화 검출기(Flame Ionization Detector)가 장착된 기체크로마토그래프(Agilent Technologies 7890A)를 이용하여 제조 후 일주일 이내의 밀봉 바이알에 보관한 [F-18]FDG를 기체크로마토그래프에 $1.0{\mu}L$ 씩 주입한 후 각 피크영역을 구하였다. FASTlab은 평균이 에탄올 72 ppm, 아세토니트릴 54 ppm, 초산 1030 ppm으로 나타났으며, TRACERlab MX는 평균이 에탄올 439 ppm 및 아세토니트릴 79 ppm이 검출되어 모두 의약품 잔류용매기준의 허용량 이내에 있었다. [F-18]FDG 주사액에 있는 잔류용매는 모두 허용량 이내로 환자검사에 사용하는데 적합하였다. 또한 최종 [F-18]FDG 바이알에 있을 수 있는 초산의 최대 이론량은 1167 ppm으로 따로 검량을 하지 않아도 되는 것으로 나타났다. 이 결과에서는 자동합성장치에 따라 방사성의약품의 잔류용매의 종류 및 양이 다를 수 있음을 보였다.

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방사성동위체(放射性同位體) 도입(導入)과 그 추적기술(追跡技術)에 의(依)한 수도근계(水稻根系) 활성상(活性相)의 해명(解明)과 개선(改善)에 관(關)한 연구(硏究) - 인산질(燐酸質) 비료(肥料)의 비종별(肥種別) 시용효과(施用效果)에 대(對)하여 - (제2보)(第2報) (Studies on the Use of Radioisotope Tracer Technique to Investigate and Improve the Root Activities in Rice Plant (II) - Effect of Application of Several Kinds of Phosphorous Fertilizer -)

  • 안학수;정희돈;안종성;노준정;김규원;심상칠
    • Applied Biological Chemistry
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    • 제15권1호
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    • pp.85-92
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    • 1972
  • 현재(現在) 우리나라에서 시용(施用)하고 있는 인산질비료(燐酸質肥料)(중과석(重過石), 용인(熔燐), Simagarin)의 수도근계(水稻根系)에 대(對)한 생리적(生理的) 활성상(活性相), 생육상(生育相) 그리고 수량구성요소면(收量構性要素面)에 미치는 영향(影響)들을 살피기 위(爲)하여 방사성동위체(放射性同位體)$(P^{32}-labelled$ phosphoric acid)를 이용(利用) 추적(追跡)한 결과(結果) 다음과 같은 사실(事實)을 알 수가 있었다. 1. 분벽수확보(分蘗數確保)에 있어서는 중과석시용구(重過石施用區)가 유의성(有意性)있게 높았으나 후기(後期) 수수확보결과(穗數確保結果)에서 나타난 유효경률(有效莖率)에서는 유의차(有意差)있게 반전저낙(反轉低落)(77%)되었으며 용인(熔燐), Simagcarin시용구(施用區)에서는 최고분벽수(最高分蘗數)와 거의 동일(同一)하고 유의성(有意性)있는 유효경(有效莖) (평균(平均)92%)을 시현(示顯)했다. 2. 수량면(收量面)에서도 용인(熔燐)과 Simagcarin시용구(施用區)(이 양자간(兩者間)에서는 통계적(統計的) 유의차(有意差)가 인정(認定)되지 못하였다)가 중과석구(重過石區)에 비(比)하여 유의성(有意性)있게 증수(增收)$(20{\sim}30%)$되었고 이는 높은 유효경률(有效莖率)과 임실률(稔實率)의 향상(向上)등이 주효(奏效)한 것으로 풀이되었다. 따라서 이 양린비(兩燐肥)는 무효분벽(無效分蘗)의 억제(抑制)와 임실률향상(稔實率向上)에 큰 작인(作因)으로서 작용(作用)한 것으로 잠작되었다. 3. 근계(根系) 활성상(活性相)에서도 중과석구(重過石區)에서는 상층근형성(上層根形成) (root-mat)이 많았으며 심층부(深層部)에서는 전(戰)혀 근계분포(根系分布)가 없었다. 그러나 용인(熔燐), Simagcarin시용구(施用區)에서는 근계분포(根系分布)와 그 활성상(活性相)이 심층부위(深層部位)까지 강인하고 균형성(均衡性)있게 표현포착(表現捕捉)되었다. 4. 용인(熔燐), Simagcarin은 인산질인료(燐酸質認料)라기보다는 이들의 개량자재적(改良資材的) 분량(分量)의 투여(投與)와 용수(用水)의 적정조정(適正調整) 그리고 유기질(有機質)의 합리적(合理的)인 투여(投與)등으로 훨씬 안정(安定)된 고수량유지(高收量維持)가 이루어질 것이며 증수적(增收的) 방향(方向)으로의 토양조성(土壤造成)도 겸(兼)할 수도 있다는 가능성(可能性)을 제시(提示)하였다.

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안전조치 사찰을 위한 휴대형 HPGe 검출기 시제품 성능평가 실험 (Performance Test of Portable Hand-Held HPGe Detector Prototype for Safeguard Inspection)

  • 곽성우;안길훈;박일진
    • Journal of Radiation Protection and Research
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    • 제39권1호
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    • pp.54-60
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    • 2014
  • IAEA는 핵물질 계량 관리 검사를 위해 다양한 방사선 검출기를 사용하고 있다. 주로 HPGe, NaI(Tl), CZT 등이 사용되며, 정확한 측정이 요구되는 검사에는 고분해능 HPGe 검출기 활용도가 높다. HPGe 검출기는 추가적인 냉각장치로 인하여 부피가 크고 무거우며, 사용하기 전에 충분히 냉각시켜야 하기 때문에 측정의 준비 시간이 많이 걸린다는 단점이 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 가볍고 짧은 사용 전 냉각이 요구되는 휴대형 HPGe가 개발되었다. 본 논문은 개발된 휴대형 HPGe 검출기 시제품을 실제 IAEA 사찰 현장에 적용하여 얻은 성능평가 결과를 기술한다. 휴대형 HPGe로 얻은 방사선 스펙트럼은 핵물질 종류와 농축도에 따라 다른 특징을 보였고, 또한 $^{235}U$$^{238}U$의 붕괴 계열에서 방출되는 감마선 및 우라늄의 특성 x-선 차이도 확인할 수 있었다. 그리고 휴대형 HPGe 검출기 시제품으로 측정한 농축도는 핵물질 종류에 따라 실제값과 9 ~ 27%의 상대적 오차를 보였다. 휴대형이라는 소형 검출기의 한계 때문에 일부 핵물질은 IAEA에서 요구하는 정확도를 만족시키지 못하는 경우도 있었지만 향후 추가적인 연구의 수행으로 이러한 문제점은 해결 가능할 것으로 판단된다. 본 논문은 새로운 휴대형 HPGe 검출기를 안전조치에 적용한 사례와 측정한 스펙트럼을 농축도 분석 코드로 분석한 결과를 다룬다. 따라서 국내 원자력시설의 우라늄 농축도 검증을 위한 IAEA 안전조치 사찰 결과를 분석한 논문이 별로 발표되지 않은 상황에서, 본 논문은 안전조치 검사 결과 분석에도 유익할 것으로 판단된다. 개발된 방사선 검출기의 개선 사항도 함께 논의하였으므로 향후 관련 분야 방사선 검출기 개발에도 기여할 것으로 예상된다.

가토 간내에 Holmium-166 주입 후의 간 실질 변화 (Hepatic Parenchrmal Changes After Percutaneous Injection of Holmium-166 in Rabbit)

  • 최병인;김명진;박영년;김주희;최병욱
    • Investigative Magnetic Resonance Imaging
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    • 제5권1호
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    • pp.43-48
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    • 2001
  • 목적: 방사성 등위원소인 Holmium-166을 가토 간 실질 내에 경피적 주입한 후 나타나는 변화에 대한 조직학적 소견과 MR영상 소견을 알아보고자 하였다. 대상 및 방법: 12예의 가토의 간 실질 내에 Holmium-166 방사성 등위원소 10∼25 mCi를 초음파 유도하에 경피적 주입 후, MR 영상을 시행하기 전에 사망하지 않은 8예의 가토 중 4예는 급성기 (1-2주)에, 나머지 4예는 아급성기 (3-4주)에 MR 영상을 시행한 후 희생시켜, 조직표본을 얻었으며 , MR 영상을 시행하기 전에 사망한 4예 중 1예는 급성기에, 3예는 아급성기에 조직표본만을 검사하였다. 결과 괴사부위는 중심부의 액화괴사와 주변부의 응괴 괴사(coagulative necrosis). 과립성 입자의 침착, 출혈 등의 변화를 보였으며, 테두리에는 육아조직의 형성과 섬유화가 관찰되었는데, 섬유화는 급성기보다 아급성기에서 현저하였다. Holmium-166 주입양과 간 실질의 괴사 면적과는 비례하는 경향을 보였다. MR영상에서 괴사의 중앙부는 T1 강조영상에서는 저신호, T2 강조영상에서는 고신호를 나타냈으며, 조영후 역동적 영상에서는 조영증강이 되지 않았다 주변부는 T1 강조영상에서는 동등 신호 또는 약간 저신호, T2 강조영상에서는 저신호를 보였으며, 조명후 역동적 영상에서는 지 연기에서 약한 조영 증강이 말초부에서 관찰되었다. 테두리는 T1 강조영상에서는 저신호, T2 강조영상에서는 저신호, 조명후 역동적 영상에서는 초기에 약간 조영 증강하고, 후기에는 좀더 조영증강이 강해지는 소견을 보였다. 결론: 정상 간조직에 경피적으로 Holmium-166을 주입하였을 때, 조직학적으로 중앙부는 액화괴사, 주변부는 응고괴사, 테두리에는 육아 조직, 섬유화, 출혈과 과립성 입자의 침착이 관찰되었으며, MR 영상은 조직변화를 평가하는 데 유용할 것으로 생각한다.

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단양지역 지하수중 자연방사성물질 우라늄과 라돈의 산출과 분포특징 (Characteristics of Occurrence and Distribution of Natural Radioactive Materials, Uranium and Radon in Groundwater of the Danyang Area)

  • 조병욱;김문수;김태승;윤욱;이병대;황재홍;추창오
    • 지질공학
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    • 제23권4호
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    • pp.477-491
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    • 2013
  • 단양지역 지하수 100개공을 대상으로 자연방사성물질인 우라늄과 라돈의 산출특징을 규명하고, 주요 성분들과의 관련성을 요인분석을 통하여 해석하였으며, 지질별 자연방사성물질의 정밀함량분포도를 작성하였다. 단양지역 지하수는 대부분 Ca-Na-$HCO_3$가 우세한 유형을 보여 칼슘-나트륨-중탄산형의 지하수의 특징을 가진다. 우라늄의 함량은 0.02~251.0 g/L 범위이며, 평균 $3.85{\mu}g/L$인데 미국의 음용기준치(MCL)인 $30{\mu}g/L$를 초과한 지하수는 1%에 불과하다. 백악기 화강암과 선캄브리아기 변성암 지역의 지하수에서 우라늄 함량이 높게 나타나며, 퇴적암류에서는 상대적으로 낮다. 라돈 함량은 13~28,470 pCi/L 범위, 평균 2,397 pCi/L인데, 전체의 15%가 미국의 음용제안치(AMCL)인 4,000 pCi/L를 초과한다. 라돈은 백악기 화강암류 지하수에서 가장 높고, 퇴적암 지하수에서 상당히 낮다. 우라늄과 라돈은 서로 관련성이 없다. 자연방사성물질은 pH, 심도, Eh, EC 및 주요 성분들과 의미있는 상관성은 보여주지 않는다. 요인분석 결과에 의하면, 우라늄과 라돈간의 상관계수는 0.15를 보여 이들의 거동특성은 서로 관련성이 거의 없다. 그 외에 이들은 여타 수질성분과 무관하다. 다만 라돈은 $SiO_2$와 0.68, $HCO_3$와는 -0.48의 상관계수를 나타낼 뿐이다. 요인분석 결과에 의하면 특정한 요인이 자연방사성원소의 거동특성에 크게 영향을 주지 않으므로 이들은 다소 독립적인 거동특성을 보여준다. 지질에 따른 자연방사성물질 정밀함량분포도는 향후 전국적인 자연방사성물질의 분포와 지질특성에 관한 데이터베이스 구축에 유용하게 활용될 예정이다.

PET/CT 검사에서 SharpIR 재구성 방법의 평가 (Evaluation of SharpIR Reconstruction Method in PET/CT)

  • 김정열;강천구;박훈희;임한상;이창호
    • 핵의학기술
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    • 제16권1호
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    • pp.12-16
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    • 2012
  • 서론: 종래의 PET 영상 재구성에 있어서 FBP 등에 비해 3차원 반복 재구성 방법이 일반적으로 대체하고 있으며, 이것은 검출기 기하학적 특성과 완벽한 3차원 산란 평가 및 저잡음 randoms 평가 등의 더 진보된 재구성 알고리즘을 제공하고 활용되고 있다. 최근에 SharpIR알고리즘은 3차원 반복 재구성 알고리즘으로 PET 검출기 응답 정보를 통합하여 PET 영상의 잡음을 효과적으로 감소시켜 대조도를 향상 시키기 위한 것으로 알려지고 있다. 본 연구에서는 새로운 반복 시스템 모델인 SharpIR에 대한 성능 평가와 임상에서의 적용 가능성에 대해 알아보고자 한다. 실험재료 및 방법: 검출기 응답에 대한 분해능을 측정하기 위해 유리관(내경 1.1 mm, 두께 0.2 mm)에 $^{18}F$-FDG (250 MBq/mL)을 주입하여 축 방향 시야의 중심과 축 방향으로 5, 10, 15, 20 cm만큼 떨어진 지점에서 획득하였고 VUE point HD와 VUE point HD-SharpIR로 재구성하여 각각의 영상에서 반치폭을 구하였다. 또한 영상품질평가로 image quality phantom (NU2-2001)을 이용하여, 여러 개의 각각 다른 반지름을 가지는 원형구에 cold (직경 28, 37 mm)와 ho (직경 10, 13, 17, 22 mm)부분을 나누어 배경잡음을 주고 영상의 대조도를 평가하였다. 획득된 영상은 VUE point HD와 VUE point HD-SharpIR로 재구성을 하였다. 임상실험에서는 전신검사를 시행받은 환자 중 병소가 있는 환자 10명을 대상으로 VUE point HD와 VUE point HD-SharpIR로 재구성하였다. 이때 iterations을 1~10까지 변경하여 병소 부위와 간 부위에 관심영역을 설정하여 대조도를 평가하였다. 결과: VUE point HD로 재구성한 영상에서는 시야 중심으로부터 축방향 거리 증가와 함께 반치폭이 함께 증가하였지만 VUE point HD-SharpIR로 재구성한 영상에서는 거리가 증가하여도 일정한 반치폭을 나타냈다. 대조도는 팬텀 실험과 임상 실험에서 VUE point HD-SharpIR이 VUE point HD보다 대조도의 향상을 나타냈다. 결론: 검출기 시스템 응답에 대한 더 많은 정보를 포함시킴으로써 SharpIR 알고리즘은 VUE point HD에서 사용되는 기본 모델의 정확성을 향상시켰다. 또한 SharpIR은 VUE point HD보다 각각의 복셀에 관련된 더 많은 측정 위치를 가지는 시스템 모델이기 때문에 더욱 정교한 재구성 모델의 결과를 나타내기 위해 더 많은 반복이 걸린다. 결론적으로 SharpIR은 PET 영상에서 대조도를 향상시켰고 임상에서 적용할 수 있는 최적화된 재구성 조건을 알아보기 위해 종단적 연구를 통해 적용한다면 임상에서 유용하게 사용될 것이다.

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