Quality Assurance Program of Electron Beams Using Thermoluminescence Dosimetry

열형광선량계를 이용한 전자선 품질보증 프로그램에 관한 연구

The purpose of this study has been performed to investigate the possibility of external audit program using thermoluminescence dosimetry for electron beam in korea. The TLD system consists of LiF powder, type TLD-700 read with a PCL 3 reader. In order to determine a calibration coefficient of the TLD system, the reference dosimeters are irradiated to 2 Gy in a $^{60}CO$ beam at the KFDA The irradiation is performed under reference conditions is water phantom using the IAEA standard holder for TLD of electron beam. The energy correction factor is determined for LiF powder irradiated of dose to water 2 Gy in electron beams of 6, 9, 12, 16 and 20 MeV (Varian CL 2100C). The dose is determined according to the IAEA TRS-398 and by measurement with a PTW Roos type plane-parallel chamber. The TLD for each electron energy are positioned in water at reference depth. In this study, to verify of the accuracy of dose determination by the TLD system are performed through a 'blind' TLD irradiation. The results of blind test are $2.98\%,\;3.39\%\;and\;0.01\%(1\sigma)$ at 9, 16, 20 MeV, respectively. The value generally agrees within the acceptance level of $5\%$ for electron beam. The results of this study prove the possibility of the TLD quality assurance program for electron beams. It has contributed to the improvement of clinical electron dosimetry in radiotherapy centers.

본 연구에서는 열형광선량계에 대한 전자선에너지 보정인수를 구하여 이온함을 이용한 물 흡수선량과 상호 비교 분석하여 열형광선량계를 이용한 전자선의 품질보증 프로그램을 개발하고자 한다. 열형광물질은 분말형태인 $^7LiF$을 사용하였고 판독기는 Fimel사의 PCL-3 모델을 사용하였으며 전자선 선량측정에 이용되는 홀더는 PMMA 재질로 제작하였다. 열형광선량계는 선형가속기(Varian CL 2100C)에서 방출되는 전자선 에너지 6, 9, 12, 16, 20 MeV를 이용하여 각 에너지에 해당하는 기준깊이 $Z_{ref}$에 위치시켰으며 물 흡수선량 2 Gy가 되도록 조사하였다 이때 기준선량은 IAEA TRS-398 프로토콜에서 권고하고 있는 절차에 따라 식품의약품안전청에서 교정 받은 Roos형 평행평판형이온함을 사용하여 결정하였다. 열형광선량계의 물 흡수선량을 결정하기 위해 열형광선량계의 교정계수 및 선량 반응도에 대한 보정인수, 퇴색보정인수, 에너지보정인수 등을 산출하였다. 또한 본 연구를 통해 결정된 교정계수 및 각각의 보정인수의 정확도를 검증하기 위해 백지정사(blind test)를 실시하였으며 그 결과, 에너지 9, 16, 20 MeV전자선에서 상대 표준편차가 각각 $2.98\%,\;3.39\%$ 그리고 $0.01\%$로 나타났다 이는 전자선의 허용수준인 $\pm5\%$이내 포함되는 결과로 향후 국내 의료기관에서 사용하고 있는 전자선의 출력 선량측정에 대한 주기적인 품질보증을 위해 열형광선량계가 적극 활용될 것으로 기대한다.