• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제33권1호
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• pp.51-59
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• 2010

NaI(Tl) 섬광 결정과 광전자 증배관를 결합한 형태의 감마선 검출기는 감도와 개발비용 면에서 우수하여 일반적으로 환경 감시용 검출기에 잘 활용된다. 본 연구에서는 보다 조작이 용이하고 다목적으로 활용할 수 있는 지능형 감마선 검출기와 연동되어 동위원소 자동인식이 가능한 분석 소프트웨어를 개발하였다. 개발된 소프트웨어는 크게 네트워크 인터페이스 모듈과 스펙트럼분석 모듈, 그리고 그래픽 유저 인터페이스 모듈의 세부분으로 나누어진다. 이중 핵심부분은 스펙트럼분석모듈로서 네트워크를 통해 수집된 신호로부터 해당 동위원소에 대한 에너지스펙트럼의 피크정보를 추출하고 이를 토대로 입력 동위원소의 종류를 판별해 내는 것이다. 일반적으로 채널과 에너지의 관계는 근사적으로 선형적인 함수관계가 있으므로 피크 정보를 정확히 얻어내면 해당 동위원소의 인식이 가능하다. 본 연구에서 개발된 피크 검출 알고리듬은 두 개의 피크를 가진 표준 동위원소에 대한 라이브러리 구축 및 이를 기준으로 한 미지의 동위원소에 대한 자동인식을 수행하도록 개발되었다. 대상 하드웨어인 뉴캐어메디컬시스템의 GammaPro 1410을 사용하여 연동 실험을 수행한 결과 하나의 미지의 선원에 대한 인식률을 측정할때 1% 이내의 피크 검출오차를 기록하였다. 또한 효율적인 네트워크 연동모듈의 설계를 통하여 세계 수준인 200K CPS의 데이터 처리속도를 달성하였다. 감마선 검출기와 본 소프트웨어에 더하여 선량분석 알고리듬에 대한 개발이 이어진다면 실시간 지능형 검출시스템으로서 의료기관 및 발전소, 연구시설 등 폭넓은 분야에 활용될 것으로 기대된다.

• 한국환경보건학회지
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• 제45권6호
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• pp.668-674
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• 2019

Objectives: Modern people spend most of their day indoors. As the health impact of radon becomes an issue, public interest also has been growing. The primary route of potential human exposure to radon is inhalation. Long-term exposure to high levels of radon increases the risk of developing lung cancer. Radon exposure is known to be the second-leading cause of lung cancer, following tobacco smoke. This study measures the indoor radon concentrations in detached houses in area A of Chungcheongbuk-do Province considering the construction year, cracks in the houses, the location of installed detectors, and seasonal effects. Methods: The survey was conducted from September 2017 to April 2018 on 1,872 private households located in selected areas in northern Chungcheongbuk-do Province to figure out the year of building construction and the location of detector installed and identify the factors which affect radon concentrations in the air within the building. Radon was measured using a manual alpha track detector (Raduet, Hungary) with a sampling period of longer than 90 days. Results: Indoor radon concentrations in winter within area A was surveyed to be 168.3±193.3 Bq/㎥. There was more than a 2.3 times difference between buildings built before 1979 and those built after 2010. The concentration reached 195.4±221.9 Bq/㎥ for buildings with fractures and 167.2±192.4 Bq/㎥ for buildings without fractures. It was found that detectors installed in household areas with windows exhibited a lower concentration than those installed in concealed spaces. Conclusion: High concentrations of indoor radon were shown when there was a crack in the house. Also, ventilation seems to significantly affect radon concentrations because when the location of the detector in the installed site was near windows compared to an enclosed area, radon concentration variation increased. Therefore, it is considered that radon concentration is lower in summer because natural ventilation occurs more often than in winter.

• 대한방사선치료학회지
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• 제27권2호
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• pp.115-122
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• 2015

목 적 : 폐암환자의 비동일면 선속 빔(Non-coplanar beam) 을 이용한 방사선치료 시 HeaxPOD evo RT system(6D couch)의 정확성을 평가 하고자 한다. 대상 및 방법 : 본원에서 SBRT 환자 중 비동일면 선속 빔을 사용한 폐암환자 13명과, 동일면 선속 빔을 사용하는 폐암환자 10명을 대상으로 하였다. 대상 환자의 자세보정에 있어 Pitch, Roll, Yaw 방향에 대한 보정을 적용, 미적용으로 구분하고, 레이저(Laser)를 Arccheck(Helical grid diode detectors)의 동 중심점에 정렬시킨 후 Arccheck으로 ${\gamma}$값과 전리함(Pinpoint type chamber)을 이용하여 점 선량을 측정하였다. 평가를 위해 점 선량 측정값과 ${\gamma}$-Index(3% / 3 mm, 2% / 2 mm)를 지표로 비교분석 하였다. 결 과 : HexaPOD 미적용 시 치료계획과 비교하여 동일평면 선속 빔의 경우 ${\gamma}$-Index<1(${\gamma}=1$, 3% / 3 mm) 비율은 97.3%, 점 선량은 0.8% 의 차이를 보였다. 비 동일평면 선속 빔의 경우 각각 90.8%, 0.7%로 나타났다. HexaPOD 적용 시, 같은 조건에서 동일평면 선속 빔의 경우 각각 99.5%, 0.6%를 나타냈으며, 비 동일평면 선속 빔의 경우 각각 97.8%, 0.5%의 결과를 나타냈다. ${\gamma}$-Index<1(2% / 2 mm)의 경우, HexaPOD 미적용 시 동일평면 선속 빔의 경우 82%, 비 동일평면 선속 빔의 경우 78.3%를 나타냈으며 HexaPOD 적용 시 각각 91.2%, 93.4%의 결과가 나타났다. 결 론 : HexaPOD를 적용한 경우가 더욱 정확성이 향상되는 것을 확인할 수 있어, 고 정밀 방사선치료의 비 동일평면 선속 빔 사용 시 HexaPOD 사용이 필요할 것으로 사료된다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제15권1호
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• pp.71-78
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• 1997

목적 :동적 쐐기 조사면 측정을 다중 검출기 시스템과 같은 특수한 장치없이 보편적인 방사선 측정 방법을 사용하여 시행할 수 있는 방법을 고안, 수행하였다. 대상 및 방법 : $15^{\circ},\;30^{\circ},\;45^{\circ},\;60^{\circ}$의 동적 쐐기각(dynamic wedge angle)과 6MV와 15MV인 광자선을 발생시키는 선형 가속기(CL 2100 C/D)를 이용하여 wedge transmission factor 및 percentage depth dose(PDD, 선량 프로파일을 측정하였다. Wedge transmission factor는 6MV, 15MV인 광자선과 $15^{\circ},\;30^{\circ},\;45^{\circ},\;60^{\circ}$의 4개의 동적 쐐기각에 대해서 $4\times4cm^2-20\times20cm^2$까지 1-2cm간격의 정사각형 조사면과 Y-field가 4cm, 20cm일 때 여러개의 X-field에 대한 각각의 직사각형 조사면에서 측정하였다. 또한 동적 쐐기의 구간별 치료표(Segmented Treatment Table, STT)값을 이용하여 wedge factor를 계산해 내었다. PDD는 필름 dosimetry로 구하였는데 개방 조사면에 대해 전리함과 필름으로 PDD를 구한 후 필름의 환산값을 알아내어 쐐기 조사면에 대한 필름 dosimetry로 PDD를 구하여 필름 환산값으로 전리함을 통해 얻을 수 있는 실제 PDD를 구하였다. 선량 프로파일은 비대칭 정지 조사면을 선택적으로 전리함을 이용하여 측정하고 이때 얻은 측정치인 소구간 프로파일과 STT를 이용하는 선량 분포 중칩 방식으로 구하였다. 결과 : wedge transmission factor의 측정치와 STT를 이용하여 구한 계산치를 비교한 결과 실험 오차 범위내에서 거의 일치하였다. 또한 직사각형 조사면에서의 wedge transmission factor 변화를 측정한 결과 동일한 Y-field에 대해서 직사각형 조사면은 정사각형 조사면에서의 wedge factor와 같았다. PDD는 필름 방사선 측정값의 보정으로 개방 조사면에서 PDD와 동적 쐐기 조사면에서 PDD 사이의 차이는 무시될 수 있다. 그리고 전리함의 측정으로부터 중칩 방식으로 얻어진 동적 쫴기의 선량 프로파일은 필름 dosimetry로 얻은 동적 쐐기의 선량 프로파일과 비교한 결과 최대 2% 이내 정확도의 허용 오차 영역에 들어옴을 볼 수 있었다. 결론 :동적 조사면의 특성으로 동적 쐐기 측정에서의 정보 수집을 위하여 모든 조사면에서의 방대한 측정과 그로인한 장시간의 소비, 또한 동적 쐐기 측정을 위한 특수한 장치가 필요하지만 보편적으로 사용하는 측정 장치, 즉 단일 검출기와 필름 방사선 측정 방법으로 충분히 용이하게 행할 수 있었다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제22권4호
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• pp.216-223
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• 2011

최근 PTW사에서는 물등가물질로 구성되어 있고, 측정체적(sensitive volume, $0.002cm^3$)이 매우 작은 MicroLion 액체이온함을 내놓았다. 본 연구의 목적은 외부방사선 치료용 광자빔에 대해 MicroLion 액체이온함의 선량선형성, 선량률의존성, 공간분해능, 그리고 출력인수와 같은 선량측정학적 특성을 조사하는 것이다. 이 결과를 Semiflex 이온함($0.125cm^3$), Pinpoint 이온함($0.015cm^3$), 다이오드 검출기($0.0025mm^3$)의 결과와 비교분석하여 소조사면 측정에 적절한지를 평가하고 자 하였다. Varian clinac 2300 C/D의 6 MV 광자빔에서 측정하였으며, MP3 물팬톰(PTW, Freiburg)을 이용하였다. 공간분해능은 반음영(penumbra)을 측정하여 평가하였으며, $0.5{\times}0.5cm^2$에서 $10{\times}10cm^2$까지 다양한 조사면에 대하여 측정하였다. 출력인수는 $0.5{\times}0.5cm^2$에서 $40{\times}40cm^2$에 대하여 측정하였다. 선량에 따른 MicroLion 액체이온함의 측정값은 선형적인 비례성을 보였다. 그러나 선량률은 100 MU/min와 600 MU/min에 의한 측정값의 차이가 최대 5%의 차이를 보였으며, 선량율이 커질수록 출력선량이 작아지는 결과를 보였다. 공간분해능의 경우 조사면 $0.5{\times}0.5cm^2$에서 $10{\times}10cm^2$까지의 측방선량분포 비교에서 Semiflex 이온함을 제외한 다른 모든 검출기들의 경우 2% 이내에서 일치하였다. 출력선량은 $2{\times}2cm^2$에서 $10{\times}10cm^2$ 조사면에서 Semiflex 검출기 대비 모든 검출기가 2% 이내에서 잘 일치하였다. 연구 결과 MicroLion 액체이온함은 물등가물질로 이루어져 있으며, 감응 면적이 매우 작기 때문에 소조사면에서 매우 유용할 것으로 사료된다.

• 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 $^{235}U$과 $^{238}U$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.

• 핵의학기술
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• 제13권3호
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• pp.10-16
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• 2009

목적 : 환자의 피폭선량 감소를 위해 PET/CT검사 시Pitch를 조절하여 환자의 피폭선량을 줄일 수 있는 방법에 대해 고려해 보고 Pitch 조정이 CT 영상과 PET의 SUV값에 영향을 주어 변화가 있는지를 살펴 보고자 한다. 방법 : Siemens사의 Biograph Positron Emission Tomography (PET) Scanner (CT 형식 : TRCT-240-130 (WCT-240-130)을 사용하였다. 환자의 피폭선량 평가로는 CT 조사선량 측정기인 PTW-DIADOS 11003/1383를 사용하여 선량을 측정하였고 Pitch 조정이 CT 영상에 미치는 영향을 알아보기 위해 AAPM Standard Phantom을 이용하여 pitch 변화에 따른 CT 영상의 공간 분해능을 측정하여 비교하였다. 그리고, PET source consists of a solid radioactive cylinder phantom을 사용하여 Pitch 변화에 따른 Fusion 영상의 SUV값을 산출하여 PET/CT 영상에서 SUV값이 변하였는지 확인하였다. 결과 : 2slice CT scanner에서는 Pitch가 0.7~1.3까지는 방사선량이 크게 떨어지나 1.5~1.9까지는 방사선량의 감소가 작아졌으며 Pitch값이 커질수록 환자의 피폭선량이 작아지는 것을 알 수 있었다. 그리고 Pitch값의 증가에 따른 SUV값의 변화는 거의 없었으며. Pitch값이 PET SUV값에 영향을 주지 않는다는 것을 알 수 있었다. Pitch의 변화가 CT 영상에도 크게 영향을 주지 않는 것을 알 수 있었다. 결론 : 위의 결과로 PET/CT를 사용하는 병원은 영상의 왜곡이 없고 PET SUV값에 영향을 주지 않는 범위 내에서 각 병원에 맞는 Pitch값을 찾아서 환자의 피폭 경감을 위해 노력해야 할 것이다. 그리고 Multi-detector를 가진 CT scanner인 경우에 모두 해당 될 것이라 생각되며 향후 다른 장비에서도 이와 같은 실험이 필요하다 하겠다.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제31권3호
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• pp.287-292
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• 2008

방사선 반응에서의 위치정보는 방사선 선원의 영상을 재구성하는데 있어서 매우 중요한 기본정보이다. 이에 대부분의 위치 검출 기술을 이용하여 검출기안에서의 일어난 단일 반응의 위치정보를 알아낼 수 있다. 그러나 섬광체 안에서의 다중산란의 경우 각각의 산란위치를 개별적으로 측정할 수 없고 여러 산란위치의 평균만이 구해질 수 있어서 측정된 방사능의 위치정보에 불확실성이 존재하게 된다. 이 논문에서는 이러한 다중산란에 따른 위치 불확실성을 몬테카를로 시뮬레이션으로 계산하였다. 시뮬레이션 모델은 복합 집속 카메라에 사용된 $50{\times}50{\times}5mm\;LaCl_3$(Ce) 섬광체(pixel크기는 $2{\times}2{\times}5mm$)이다. 복합 집속 카메라는 광전효과와 컴프턴 산란 모두에서 정보를 얻으므로 방사선의 반응에서 부분에너지만 (검출기에) 검출되는 경우와 모든 에너지가 검출 되는 경우를 나누어 위치 불확실성을 계산하였다. 부분에너지만 검출되는 경우 (PED) 위치의 표준편차는 $1{\sim}2mm$ 미만으로 다중산란에 의한 불확실성이 크지 않다는 것을 알 수 있다. PED의 경우 다중산란의 영향이 크지 않으므로 이러한 다중산란은 컴프턴 카메라의 성능에 큰 영향을 미치지 않는다는 것을 알 수 있다. 그러나 모든 에너지가 검출되는 경우 (FED), 122keV입사방사선의 경우를 제외하면, 그 위치의 표준편차가 1차 검출기의 pixel크기에 2배에 달한다. 그러므로 복합 집속 카메라의 코드화된 마스크를 설계하는데 있어 재구성된 영상의 잡음을 방지하기 위해 다중산란에 의한 표준편차가 고려되어야 한다. 모든 입사 방사선에너지에 대하여 FED에 의한 위치 불확실성은 PED에 의한 것 보다 크며 PED 대 FED의 비는 입사방사선의 에너지가 증가함에 따라서 커진다. PED와 FED의 경우 모두 위치의 불확실성이 입사방사선의 에너지에 따라 달라졌다.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제24권4호
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• pp.195-203
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• 1999

고 에너지 광자선 소조사면에 대한 선량 특성은 조사면내의 급격한 선량 변화와 측면 전자 평형상태하의 측정이 어려우므로 정확하게 파악하기 어렵다. 다이아몬드 검출기를 이용하여 광자선 에너지 4, 6, 그리고 10 MeV에 대한 소조사면의 선량특성을 측정하였고 그 값들을 작은 용적의 원통형과 평행평판형 이온함의 선량특성과 비교하였다. 다이아몬드 검출기와 원통형 이온함을 이용하여 의료용 선형가속기에서 방출되는 광자선 에너지 6 MeV X-선, 10 MeV X-선에 대한 소조사면($1{\times}1,\;1.5{\times}1.5,\;2{\times}2,\;3{\times}3,\;4{\times}4\;cm^2$)에 대하여 심부선량백분율, 측면 선량분포를 측정하였다. 또한 다이아몬드 검출기, 원통형 이온함 및 평행평판형 이온함을 이용하여 광자선 에너지 4 MeV X-선, 6 MeV X-선 및 10 MeV X-선으로 소조사면의 크기를 $1{\times}1\;cm^2$에서 $0.5\;cm^2$간격으로 $4{\times}4\;cm^2$까지 변화하면서 출력계수를 측정하였다. 세 가지 측정기에 대한 출력계수를 비교한 결과 광자선 에너지 4 MeV X-선은 조사면의 크기 $2{\times}2\;cm^2$, 6 MeV X-선은 $2.5{\times}2.5\;cm^2$ 그리고 10 MeV X-선은 $3{\times}3\;cm^2$이상에서 출력계수가 $\pm$1.2% 내외로 잘 일치하였으나 원통형과 평행평판형 이온함에 대한 출력계수는 조사면의 크기가 작아질수록 다이아몬드의 검출기와 비교하여 낮게 평가되었는데 이는 원통형과 평행평판형 이온함의 측면전자평형상태가 이루어지지 않아 낮게 평가되었다. 광자선 에너지 6 MeV X-선과 10 MeV X-선에 대한 심부선량백분율은 다이아몬드 검출기와 원통형 이온함이 조사면의 크기 $3{\times}3\;cm^2$까지 $\pm$1.5% 내외로 잘 일치하였으나 조사면의 크기가 작고 깊이가 깊어짐에 따라 다이아몬드의 심부선량백분율이 크게 평가되었다. 측면 선량분포는 원통형 이온함의 반음영의 크기가 측정된 소조사면에 대하여 다이아몬드 검출기보다 크게 나타났다. 측면 선량분포는 다이아몬드 검출기가 상대적으로 이온함에 비해 민감 용적이 작고 높은 분해능을 가지므로 반음영이 작은 것으로 사료된다. 따라서 고 에너지 광자선 소조사면에 대한 선량 측정시 검출기의 민감 용적이 작고 분해능이 우수하며 물과 등가인 다이아몬드 검출기는 이온함에 비해 상대적으로 우수한 것으로 생각된다.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제10권2호
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• pp.96-108
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• 1985

감마선분광분석 및 열형광선량측정법에 의한 자연환경방사선의 선량해석에 관한 연구를 1984년 10월부터 약 1년간에 걸쳐 충남대학교 대덕캠퍼스내의 1만 $m^2$ 규모의 평면개활지에서 수행하였다. 이 연구에서 사용한 검출기는 3'${\phi}{\times}$3' NaI(T1) 섬광계수기(閃光計數器)와 plastic 에 밀봉하여 금속판에 압착 처리한 chip 과 Teflon-disk 로된 2종의 LiF TLD 였다. 실측실험으로는 3회에 걸친 24시간 cycle의 in-situ spectrometry 와 2회의 3개월 cycle 과 1회의 1개월 cycle에 걸친 TLD field dosimetry를 수행하였다. 측정한 모든 spectrum은 G(E)연산자법에 의하여 조사선량율(照射線量率)로 환산하였고 그 결과로부터 환경 방사선의 지설성분(地設成分)을 산출하였다. 결과(結果)에 의하면 spectrometry로 구한 조사선량율이 평균 $(10.54{\pm}2.96){\mu}R/hr$, TLD chip으로 측정해석한 값은 $(12.0{\pm}3.4){\mu}R/hr$, disk에서 얻은 값이 $(11.0{\pm}3.6){\mu}R/hr$로 오차범위 안에서 매우 좋은 일치를 보이고 있다. 그러나 감마선분광분석에 의한 자연방사선의 일변화(日變化)에는 가끔 심한동요가 관측되었다. 정확한 환경방사선량해석을 위하여 감마선분광분석과 TLD의 적절한 동시 배합사용이 바람직 하며, 보다 고감도의 TLD에 관한 연구와 국제비교등을 통한 선량평가의 정도향상(精度向上)을 위한 보다 깊이 있는 연구가 필요하다는 결론(結論)에 도달하였다.