• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제21권1호
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• pp.201-210
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• 2019

최근 국내외 도심지역의 교통정체 완화와 공간의 효율성 증대를 위해 대도시내 도로의 지하화 시행빈도가 증가하고 있다. 도시부 터널은 극심한 정체상황 중 화재가 발생할 경우 대형 참사를 유발할 가능성이 산악터널보다 높기 때문에 소단면으로된 소형차전용터널로 시공이 될 가능성이 높다. 소형차 전용의 터널로 시공이 될 경우, 소형차 전용터널은 차량에 의한 설계화재강도를 감소할 수 있는 반면, 터널 높이 감소 등에 따른 단면적 축소에 따라 유해가스농도가 증가하여 위험도는 증가하는 상반된 특징이 있다. 본 연구에서는 수치해석을 통해 대배기구의 설치간격과 형태에 따른 화재양상을 터널 내 온도 및 CO농도를 분석하여 비교 검토하였으며, 다음과 같은 결론을 얻었다. 설치간격에 따른 연기확산거리는 큰 차이가 없는 것으로 분석되었으나, 본 연구에서는 간격이 100 m인 경우가 가장 효과적으로 분석되었다. 대배기구 형상에 따른 연기확산거리는 $4m{\times}3m$, $6m{\times}2m$, $3m{\times}2m$ (2열) 순으로 배연성능이 우수한 것으로 분석되었으며, 대배기구 형상에 따른 연기확산거리는 플래시오버 이후에는 큰 차이가 없지만 화재 성장과정에서 $3m{\times}2m$인 경우 다른 경우보다 확산거리가 큰 것으로 분석되었고, 대배기구 종횡비에 따른 연기확산거리는 횡방향으로 긴 경우보다 종방향으로 긴 경우가 화재연기의 확산거리가 더 짧은 것으로 분석되었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제22권2호
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• pp.139-147
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• 2021

가축분뇨는 고액분리 후 액상 가축분뇨를 호기생물반응조에서 충분히 부숙시켜 화학비료를 대체한 유기질비료(액비)로 이용하고 있다. 그러나 액비는 작물 생장 중인 여름철에는 토양 살포가 제한되기 때문에 액비 처분 문제가 반복 발생되고 있다. 액비를 추비(웃거름)로 이용하기 위해서는 액비 내 슬러지 저감, 병원성 미생물에 대한 안정성 문제가 확보되어야 한다. 본 연구에서는 가축분뇨 액비의 추비 이용을 위해 부유물질(SS) 제거와 살균 효과가 있다고 알려져 있는 마이크로버블 장치(FeMgO 촉매 삽입)의 액비 내 부유물질과 대장균군의 저감효과를 알아보고 마이크로 필터 장치를 연계한 시스템의 부유물질 제거 효율 향상 여부를 확인하였다. 마이크로버블 장치의 부상분리 과정을 거치면서 액비 내 부유물질은 57.9% 제거되었으며, 대장균군은 검출되지 않았다(16,200 MPN/100mL → 0 MPN/100mL). 마이크로 버블 장치와 마이크로 필터 연계 시스템의 수리학적 체류시간 최적화을 통해 액비 내 부유물질 제거 효율은 수리학적 체류시간이 0.1h 조건에서 92.9%까지 향상된 것을 확인하였다. 같은 조건에서 처리수의 성상을 확인한 결과 유기오염물질은 64.5%(TCOD), 70.1%(SCOD) 제거되었으며 인산염인(PO4-P)과 총질소(TN)의 농도도 각각 54.9%와 51.5%까지 감소되었다. 이러한 연계 시스템으로부터 처리된 유출수는 기존 액비의 조성보다 부유물질 및 오염물질 농도 감소, 대장균군이 포함되지 않아 추비로 직접 이용이 가능할 것으로 판단된다.

• 자원리싸이클링
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• 제31권5호
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• pp.67-76
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• 2022

가구 산업은 부가가치 창출의 가능성이 높고 중소기업이 주축이 되어 있는 산업 특성상 일자리 창출 여력이 크다. 그러나, 최근 사용 후 가구의 처리 동향을 살펴보면 재사용 가치가 충분한 사용 후 가구마저도 파쇄되어 고형연료(SRF)로 활용되고 있는 사례가 많으며, 폐기물 처리업체는 지속적으로 감소하면서 폐목재 적체 현상으로 이어지고 있다. 이 같은 문제를 해결하기 위한 방안으로, 순환이용효율성이 높은 사용 후 가구 재제조 비즈니스 모델을 제안하고자 한다. 재제조는 자원 및 에너지 절감 효과가 크고, 고용창출 효과가 높다는 점에서 사용 후 가구에 적용 시 산업경제적 파급효과가 클 것으로 사료된다. 이에 본 연구에서는 해외의 사용 후 가구 재제조 과정을 분석하여 그 특성을 파악하고 이를 바탕으로 경제성 및 환경성 분석을 수행하였다. 경제성 분석 결과, 1인 사업장 기준으로 사용 후 가구 재제조를 통한 연간 예상수익은 약 104백만원, B/C 분석결과는 30으로 높은 사업성을 확보하는 것으로 나타났다. 이는 우리나라 1인 근로자 가구 연평균 소득의 3.11배(연평균 소득은 33백만원)에 달하는 수준이며, 같은 중량의 SRF로 재자원화할 경우의 수익 325천원보다 320배 높은 수준이다. 또한, 환경성 분석결과, 기존의 목재펠릿으로 가공하는 재자원화보다 재제조함으로써 얻을 수 있는 연간 온실가스 저감효과는 연간 2.2 tCO₂-eq.이며, 이는 소나무 937그루 또는 신갈나무 622그루가 연간 흡수하는 온실가스의 양과 유사한 수치이다. 이러한 연구결과는 폐기단계에서 경제적 환경적 효과를 고려한 재자원화 방법을 우선 적용하는 것이 중요함을 시사해준다.

• 지능정보연구
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• 제29권1호
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• pp.121-142
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• 2023

수입식품의 수입 건수와 수입 중량이 꾸준히 증가함에 따라 식품안전사고 방지를 위한 수입식품의 안전관리가 더욱 중요해지고 있다. 식품의약품안전처는 통관단계의 수입검사와 더불어 통관 전 단계인 해외제조업소에 대한 현지실사를 시행하고 있지만 시간과 비용이 많이 소요되고 한정된 자원 등의 제약으로 데이터 기반의 수입식품 안전관리 방안이 필요한 실정이다. 본 연구에서는 현지실사 전 부적합이 예상되는 업체를 사전에 선별하는 기계학습 예측 모형을 마련하여 현지실사의 효율성을 높이고자 하였다. 이를 위해 통합식품안전정보망에 수집된 총 303,272건의 해외제조가공업소 기본정보와 2019년도부터 2022년 4월까지의 현지실사 점검정보 데이터 1,689건을 수집하였다. 해외제조가공업소의 데이터 전처리 후 해외 제조업소_코드를 활용하여 현지실사 대상 데이터만 추출하였고, 총 1,689건의 데이터와 103개의 변수로 구성되었다. 103개의 변수를 테일유(Theil-U) 지표를 기준으로 '0'인 변수들을 제거하였고, 다중대응분석(Multiple Correspondence Analysis)을 적용해 축소 후 최종적으로 49개의 특성변수를 도출하였다. 서로 다른 8개의 모델을 생성하고, 모델 학습 과정에서는 5겹 교차검증으로 과적합을 방지하고, 하이퍼파라미터를 조정하여 비교 평가하였다. 현지실사 대상업체 선별의 연구목적은 부적합 업체를 부적합이라고 판정하는 확률인 검측률(recall)을 최대화하는 것이다. 머신러닝의 다양한 알고리즘을 적용한 결과 Recall_macro, AUROC, Average PR, F1-score, 균형정확도(Balanced Accuracy)가 가장 높은 랜덤포레스트(Random Forest)모델이 가장 우수한 모형으로 평가되었다. 마지막으로 모델에 의해서 평가된 개별 인스턴스의 부적합 업체 선정 근거를 제시하기 위해 SHAP(Shapley Additive exPlanations)을 적용하고 현지실사 업체 선정 시스템에의 적용 가능성을 제시하였다. 본 연구결과를 바탕으로 데이터에 기반한 과학적 위험관리 모델을 통해 수입식품 관리체계의 구축으로 인력·예산 등 한정된 자원의 효율적 운영방안 마련에 기여하길 기대한다.

• 청정기술
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• 제29권3호
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• pp.193-199
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• 2023

국내외 석탄화력발전소에서 REC(Renewable energy certificate) 확보를 위해 혼소되고 있는 바이오매스는 기존의 목질계 바이오매스인 우드 펠릿에서부터 최근 들어 초본계 바이오매스로의 확대가 진행되고 있다. 초본계 바이오매스의 경우 목질계 바이오매스에 비해 K, Na 등의 알칼리계 금속 함량이 더 높아 회융점이 더 낮고, 이 때문에 보일러 튜브에의 회 점착을 늘려 보일러의 효율을 떨어뜨리는 원인이 되고 있다. 본 연구에서는 초본계 바이오매스 연소시 회 융점을 높여 회 점착을 감소시키기 위해 많이 사용되고 있는 첨가제인 카올린(kaolin)이 석탄-바이오매스 혼소시 미치는 영향을 열화학 평형 계산을 통해 분석하고자 하였다. 이전 연구에서 수행된 80 kW_th 급 미분탄 - 바이오매스 혼소 실험에서 카올린을 사용하는 경우 오히려 회 점착량이 늘어나는 원인을 해석을 통해 분석하였으며, 해석을 수행한 결과 석탄에 많이 포함되어 있는 Al₂O₃ 때문에, Al-Si 계열 첨가제인 카올린 투입시 aluminosilicate 화합물의 생성이 촉진되어 용융점이 낮은 mullite가 많이 형성, 카올린을 더 사용할수록 슬래그 생성이 증가하는 것을 확인하였다. 추가적으로 바이오매스 혼소율을 0~100%까지 10% 간격으로 증가시켜가면서 해석을 수행하였으며, 그 결과 비선형적인 액상 슬래그 생성 특성을 확인하였다. 결과적으로는 바이오매스 혼소율 50~60% 조건일 때 가장 적은 량의 액상 슬래그가 생성됨을 파악하였다. phase diagram을 분석한 결과, 고용융점 화합물(leucite, feldspar)이 해당 조건에서 가장 많이 생성되는 것을 확인하였다.

• 현장농수산연구지
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• 제11권1호
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• pp.79-94
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• 2009

본 연구는 우리나라 식용포도 재배농가의 보호봉지 결속작업이 주로 고령의 부녀자에 의존하고 있어 향후 이들 노동력을 대체하기 위하여 기계적인 포도보호봉지 결속장치를 개발하여 생산비를 절감하고자 얻어진 결과 는 다음과 같다. 1. 포도 보호봉지 및 포장봉지 결속기 개발 가. 자동결속기 설계는 CATIA V12/AUTOCAD 2000으로 하였다. 나. 자동결속기는 포도보호봉지를 기계적으로 묶어주는 장치로 소형, 경량이어야 하며 작업 시간, 노동량을 줄어 젊은층에서부터 고령자까지 작업할 수 있도록 설계하였다. 다. 자동결속기의 총 무게는 350g이하 초경량으로 제작될 수 있도록 하였다. 라. 결속성공률은 99%이상이 되도록 하였다. 마. 자동결속기의 결속롤과 커터, 배터리, 모터 등의 구조를 스테플러와 같은 가트리지형태로 개발하였다. 바. 카트리지 핀은 C-ring 28mm형으로써 길이는 500mm정도로 포도보호봉지 및 제과·제빵포장봉지를 결속할 수 있도록 제작하였다. 사. 작업시 포도나무 포도넝쿨 등 장애물의 영향을 받지 않도록 디자인을 설계, 제작하였다. 2. 포도보호봉지 결속작업시스템 포장실증시험 가. 자동결속기 시작기를 이용한 포도 보호 봉지결속으로 시기별 과병장, 과식품질이 무처리에 비하여 현저히 높았다. 나. 포도보호봉지 결속작업은 숙련자의 경우 1일 3,000개내외 씌우는 반면 초보자는 1,200개(37%)정도로 크게 떨어졌다. 다. 포도 보호봉지 자동결속기를 이용한 작업효율성은 102%로써 숙련자의 노동력을 대체할 수 있을 것으로 판단되었다. ∘ 1단계 : 232.5%(앞치마에서 보호봉지를 꺼내어 포도에 씌움) ∘ 2단계 : 60.7%(씌운 보호봉지 주름을 잡음) ∘ 3단계 : 104.7%(주름이 잡힌 상태에서 결속) ∘ 4단계 : 102% 라. 포도 보호봉지 결속부위의 둘레(크기)를 조사한 바 관행보호봉지결속작업(수작업)에서는 손으로 철사핀을 감기 때문에 평균 4.6cm이었으며 자동결속기의 결속롤(핀)은 5.3cm가 되어 다소 줄이는 것이 정밀성이 높을 것으로 판단되었다. 마. 수확시 과실 품질(과중, 과방크기-과장, 과폭, 가용성고형물, 산함량)을 조사한 결과 처리한 차이가 인정되지 않았다. 바. 자동결속기를 이용한 포도보호봉지 결속작업처리에서 포도의 열과(터진포도)와 이병율 차이에는 관행방법과 차이가 없었다.

• 환경생물
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• 제40권3호
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• pp.267-274
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• 2022

양돈 폐수로부터 NH₃를 제거하기 위해서 양돈 폐수의 무게 대비 MgO(wt. %)의 양을 변화시키면서 양돈 폐수에 주입하였다. 24시간 동안 폭기시키면서 MgO (0.8 wt. %)로 처리한 양돈 폐수는 미처리 양돈 폐수에 비하여 NH₃ 가스 발생량이 75.5% 감소하였으며, 1개월 동안 밀폐된 상태에서도 NH₃ 가스가 거의 발생하지 않았다. 본 연구에서 사용한 MgO는 양돈 폐수의 pH를 상승시켜 NH₃가 가스 형태로 탈기될 수 있는 조건을 제공해 주었으며, 과량 주입할 경우에도 호기성 미생물 활동에 악영향을 줄 수 있는 pH 10.5를 초과하지 않았다. 양돈 폐수에서 제거되지 않고 남아 있는 NH₄⁺는 인산과 MgO를 첨가하여 스트루바이트의 형태로 침전시켜 제거하였다. 스트루바이트를 합성하기 위해서 NH₄⁺의 몰비와 동일하게 인산과 MgO를 주입하고 황산을 첨가하여 양돈 폐수의 초기 pH를 5로 조정한 후 점진적으로 폐수의 pH를 상승시켰다. pH 6에서 흰 침전물 소위 스트루바이트가 생성되기 시작하여 pH 10까지 지속적으로 합성이 이루어졌다. 총 86.1%의 NH₄⁺ 제거 중에서 62.4%가 약산성인 pH 6에서 제거되었다. 침전물 중에 스트루바이트의 존재를 XRD로 조사하였고 그 결과 pH 6에서 침전물이 스트루바이트의 결정성을 갖는다고 확인되었다. pH 7~10인 조건에서는 스트루바이트가 비결정질 형태로 존재하며, pH가 11인 이상에서는 생성된 스트루바이트가 완전히 붕괴되었다. 침전물 내에서 스트루바이트의 수득률은 에너지 분산형 X-ray, 열중량분석기, 원소분석기의 결과치를 바탕으로 하여 68%~84%임을 확인할 수 있었다. 만약 NH₃가 제거된 양돈 폐수를 건조 퇴비에 뿌려 부숙하게 된다면 퇴비의 부숙 기간 동안 NH₃로 인한 악취를 상당히 감소시킬 수 있을 것이다. 이와 더불어, MgO로 처리한 양돈 폐수는 가축 퇴비에 인과 질소를 보충하는 역할을 담당할 수 있을 것이다. 앞으로도 본 연구를 계속적으로 진행하여 국내에서 친환경퇴비를 생산할 수 있는 기틀을 마련하고자 한다.

• 지질공학
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• 제33권4호
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• pp.543-553
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• 2023

본 연구는 국내 산업원료 광물인 납석의 지속적이고 체계적인 개발과 안정적인 수급 관리를 위할 목적으로 국내 납석 광산 현황을 살펴보고 산업용 원료로써 그 활용 방안을 모색하기 위함이다. 국내 납석 광산은 대부분 중생대 화산암류가 열수변질을 받아 형성된 광상으로써, 납석의 주 구성 광물인 엽납석의 물리적 특성은 비중 2.65~2.90, 굳기 1~2, 밀도 1.60~1.80, 내화도 29 이상이며, 색은 보통 백색, 회색, 회백색, 회녹색, 황색, 황녹색을 띠는 것으로 나타났다. 국내 납석의 화학성분 중 SiO₂와 Al₂O₃는 엽납석의 경우 58.2~67.2%와 23.1~28.8%, 엽납석 + 딕카이트의 경우 49.2~72.6%와 16.5~31.0%, 엽납석 + 일라이트의 경우 45.1%와 23.3%, 일라이트의 경우 43.1~82.3%와 11.4~35.8%, 딕카이트의 경우 37.6~69.0%와 19.6~35.3%인 것으로 분석되었다. 국내 납석 광산의 분포는 한반도 남서부와 남동부 지역에 집중해서 분포하며, 그 외에 한반도 동북부 지역에도 일부 분포하는 것으로 조사되었다. 국내 납석 생산 광산은 21개이며, 매장량은 전남(45.6%) > 충북(30.8%) > 경남(13.0%) > 강원(4.8%), 경북(4.8%) 순으로 전남이 가장 많은 것으로 나타났다. 국내 납석 생산량 상의 10개 광산은 중앙자원광산(37.9%) > 완도광산(25.6%) > 나주세라믹광산(13.4%) > 청석-사지원광산(5.4%) > 경주광산(5.0%) > 백암광산(5.0%) > 민경-노화도광산(3.3%) > 부곡광산(2.3%) > 진해납석광산(2.2%) > 보해광산 순인 것으로 분석되었다. 납석은 열전전도, 열팽창성, 열변형, 팽창계수, 부피밀도가 낮고, 내열성과 부식 저항성이 높으며, 살균 및 살충 효능이 우수한 성질이 있으므로 내화 재료, 도자기 재료, 시멘트 첨가제, 살균및 살충 제조재, 충전재 등 다양한 분야에 활용되는 것으로 나타났다. 또한 납석은 수처리 세라믹 분리막 소재, 디젤엔지 배기가스 저감장치 세라믹 필터 소재, 그리고 유리섬유 및 LCD 패널 소재 등 활용범위가 첨단산업분야로까지 확대되는 것으로 분석되었다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제28권1호
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• pp.7-16
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• 2016

목 적 : 변형 근치적 유방절제술(modified radical mastectomy, MRM)후 흉벽에 전자선 치료를 받는 환자에게 3D-bolus와 step-bolus를 각각 적용하여 유용성을 비교 평가하였다. 대상 및 방법 : 본 연구는 광자선과 전자선을 이용한 역하키스틱법 방식으로 치료계획이 수립된 총 6명의 유방암 환자를 대상으로 하였다. 전방흉벽에 대한 전자선 처방선량은 회당 180 cGy로 3D 프린터(CubeX, 3D systems, USA)로 제작된 3D-bolus와 본원에서 자체 제작한 기존의 stepbolus를 적용하였다. 3D-bolus와 step-bolus에 대한 표면선량은 GAFCHROMIC EBT3 film (International specialty products, USA)을 이용하여, bolus의 다섯 측정지점(iso-center, lateral, medial, superior, and inferior)에 대한 선량 값을 통해 비교 분석하였다. 또한 3D-bolus와 step-bolus 적용에 따른 치료계획을 각각 수립하여 그 결과를 비교하였다. 결 과 : 표면선량은 3D-bolus 적용 시 평균 179.17 cGy이고 step-bolus는 172.02 cGy였다. 처방선량 180 cGy에 대한 평균 값의 오차율은 3D-bolus 적용 시 -0.47%이고 step-bolus는 -4.43%였다. 측정지점 iso-center에서의 오차율은 3D-bolus 적용 시 최대 2.69%의 차이를 보였고, step-bolus는 5.54%였다. 치료의 오차범위는 step-bolus에서 약 6%이고, 3D-bolus는 약 3%였다. 치료계획을 통해 비교한 흉벽의 평균 표적선량은 0.3%로 큰 차이를 나타내지 않았다. 그러나 폐와 심장의 평균 표적선량은 step-bolus에 비해 3D-bolus에서 -11%와 -8%로 감소하였다. 결 론 : 본 연구 결과로 볼 때 흉벽에 대한 피부표면의 접촉면이 고려된 3D-bolus는 step-bolus에 비하여 환자 피부에 잘 밀착되고, 정밀한 흉벽두께 보상이 가능하기 때문에 선량 균일성이 향상됨을 확인하였다. 또한 흉벽에 대한 선량은 동일하지만 인접장기의 선량을 감소시켜 정상조직을 더 많이 보호함으로써 3D-bolus가 임상적으로 유용한 보상체로 사용될 것으로 사료된다.

• 핵의학기술
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• 제14권2호
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• pp.26-32
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• 2010

핵의학 체내검사 업무 단계 별 작업종사자의 피폭선량을 측정 및 분석하여 환자 검사 및 업무효율 저하를 발생시키지 않는 범위 내에서 종사자의 피폭선량을 최소로 감소할 수 있는 방법을 알아보고자 하였다. 방사성동위원소를 이용한 핵의학 체내검사 업무는 방사성 동위원소 분배, 방사성동위원소 주사($^{99m}Tc$, $^{18}F$-FDG), 환자 안내 및 검사로 이루어진다. RadEye-G10 측정기기(Thermo SCIENTIFIC)를 이용하여 각 업무 단계 별 피폭선량을 측정 및 분석 하였다. 방사성동위원소를 환자에게 주사하는 과정에서 많은 피폭이 발생하므로 작업종사자의 피폭선량을 최소로 줄일 수 있도록 외부피폭 방어에 대한 교육과 방사성동위원소 주사 시 보호구를 착용하도록 하였으며 주사 전 검사에 대한 설명 및 주의사항을 교육하여 주사 후 환자와의 대면시간을 단축하여 피폭선량을 줄이도록 하였다. 방사성동위원소 주사 시 보호구 착용 유무에 따른 피폭선량과 주사 전 검사에 대한 설명 및 주의사항 교육 유무에 따른 피폭선량을 측정하였다. 총 피폭선량은 icrosoft office Excel 2007을 이용하여 그래프로 나타내었으며 피폭선량의 차이는 SPSS program 12.0을 이용하여 wilcoxon signed ranks test로 분석 하였다. 이 때 p값이 0.01 이하인 경우 통계적으로 유의 하다고 판단하였다. $^{99m}Tc$-DPD 20 mCi를 보호구를 착용하고 주사 시 피폭되는 선량은 보호구를 착용하지 않고 주사 시 피폭되는 선량보다 88% 감소하였으며 통계적으로 유의한 차이가 있었다 (p<0.01). $^{18}F$-FDG 10 mCi를 보호구를 착용하고 주사 시 피폭되는 선량은 보호구를 착용하지 않고 주사 시 피폭되는 선량보다 26% 감소하였으나 통계적으로 유의한 차이는 없었다(p>0.01). $^{99m}Tc$-DPD 20 mCi를 주사 전 검사에 대한 설명 및 주의사항 교육 시 피폭되는 선량은 주사 후 검사에 대한 설명 및 주의사항 교육 시 피폭되는 선량보다 63% 감소하였으며 통계적으로 유의한 차이가 있었다(p<0.01). $^{18}F$-FDG 10 mCi를 주사 전 검사에 대한 설명 및 주의사항 교육 시 피폭 되는 선량은 주사 후 검사에 대한 설명 및 주의사항 교육 시 피폭되는 선량보다 52% 감소하였으며 통계적으로 유의한 차이가 있었다(p<0.01). 방사성동위원소 $^{99m}Tc$을 이용하는 검사에서는 보호구 착용이 피폭선량을 줄이는데 더 효과적이고 $^{18}F$-FDG를 이용하는 검사에서는 주사 후 환자와의 대면시간을 단축하는 것이 피폭선량을 줄이는데 더 효과적이다. 그러므로 이러한 방사성동위원소의 특성에 따라 차폐 방안을 모색한다면 더욱 더 효과적이고 적극적인 방사선 차폐가 될 것으로 사료된다.