A New Approach for the Calculation of Neutron Dose Equivalent Conversion Coefficients for PMMA Slab Phantom

PMMA 평판형 팬텀에서의 중성자 선량당량 환산계수의 새로운 계산법

ANSI decided PMMA slab phantom as a calibration phantom and introduced a conversion coefficient calculation method for it. For photon, the conversion coefficient can be obtained by using backscatter factor and conversion coefficient of the ICRU tissue cube and backscatter factor of the PMMA slab. For neutron, however, the ANSI has not introduced any conversion coefficient calculation method for the PMMA slab. In this work, the ANSI method for the photon conversion coefficient calculation was applied to the neutron conversion coefficient calculation of the PMMA slab. Quality weighted tissue kerma of neutron was applied to calculate the backscatter factors on the ICRU cube and the PMMA slab. The dose conversion coefficient of the ICRU cube was also calculated by using MCNP code. Then, the dose conversion coefficient of the PMMA slab was calculated from two backscatter factors and the dose conversion coefficient of the ICRU cube. The discrepancies of the dose conversion coefficients of the PMMA slab and the ICRU cube were less than 10% except 1eV(20%), 1keV(17%), and 4 MeV(16%).

ANSI는 교정용 팬텀으로 PMMA 평판형 팬텀을 제시하면서 이에 대한 선량당량환산 계수를 계산하는 방법을 제시하였다. PMMA 평판형 팬텀에 대한 광자의 선량당량환산계수는 ICRU조직 정육면체 팬텀에 대한 후방산란인자 및 선량당량환산계수와 PMMA 평판에 대한 후 방산란인자를 각각 구한 후 이를 이용하여 간접적으로 계산하도록 제시하였다. 그러나 중성자에 대한 PMMA 평판형 팬텀에서의 선량당량환산계수의 계산방법은 아직도 제시하지 못하고 있다. 이 연구에서는 ANSI가 제시한 광자에 대한 선량당량환산계수 계산방법을 중성자에 대해 적용하여 PMMA 평판에 대한 중성자의 선량당량환산계수를 최초로 계산하였다. 중성자에 대해 선질가중조직커마를 도입하여 ICRU 정육번체와 PMMA 평판에서 후방산간인자를 계산하였고 ICRU 정육면체에 대한 중성자의 선량당량환산계수를 계산한 후 이를 이용하여 PMMA 평판에서의 중성자에 대한 선량당량환산계수를 계산하였다. 그 결과 PMMA 평판에 대한 중성자의 선량당량환산계수는 대부분의 에너지 영역에서 ICRU 정육면체에 대한 중성자의 선량당량환산계수와 10% 이내의 차이를 보였으나 1eV. 1keV, 4 MeV에서는 $15{\sim}20%$, 정도 크게 나타났다.