• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제39권3호
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• pp.385-390
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• 2016

방사성옥소를 이용한 2인 치료격리병실은 환자간의 불필요한 피폭선량을 유발하게 된다. 이에 본 연구에서는 방사성 옥소를 섭취 후 배설 없이 모두 인체에 분포하였다는 가정 하에 방사성 옥소의 물리적 특성 및 생물역동학적 정보를 제외한 보수적인 관점으로 몬테카를로 모의 모사를 이용한 2인 치료격리병실의 안전성을 평가하고자 한다. 실험 결과 방사성옥소에서 방출되는 364 keV의 감마선은 공기층 약 30 cm 또는 납 차폐체 3 mm가 반가층으로 작용됨을 파악할 수 있었으며, 환자간 거리 및 납 차폐체의 두께를 이용하였을 때, 입원기간(48시간)동안 상대방 환자로부터 받게 되는 외부 피폭선량은 5 mSv 이하로 법적 격리 기준선량 보다 낮게 나타남으로써 2인 치료격리병실의 효율적인 관리가 가능한 것으로 분석되었다.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제31권2호
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• pp.97-104
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• 2006

최근 방사선 치료 및 진단 분야에서 선량 측정을 위하여 다양하게 사용되고 있는 MOSFET 선량계는 검출부위가 실리콘으로 이루어져 있으며 다른 검출기들과 마찬가지로 어느 정도의 에너지 의존도와 방향 의존도를 보인다. 따라서 MOSFET 선량제가 공기 중이 아닌 모의피폭체 내에서 선량 측정에 사용될 경우 낮은 에너지를 갖는 산란 광자 등 이차 광자들로 인하여 선량을 실제보다. 높게 평가하게 된다. 본 연구에서는 MOSFET 선량계의 에너지 의존도와 방향 의존도로 인하여 발생하는 오차를 보정하기 위한 선량보정인자를 몬테카를로 전산모사 기법을 이용하여 계산하였다. 먼저 사용되는 인형 모의 피폭체의 체적소 모의피폭체(Voxel Phanom)를 CT 영상을 이용하여 제작하였으며 제작된 체적소 모의 피폭체를 몬테카를로 전산코드로 구현한 후, 모의피폭체 내 각 선량계 지점에서 입사하는 광자의 에너지 및 방향별 에너지 스펙트럼을 계산하였다. 각각의 선량계 지점에서 0.662 MeV와 1.25 MeV의 광자빔을 고려하였으며 또한 MOSFET 선량계의 방향은 실리콘 베이스 방향과 에폭시 방향을 고려하였다. 주어진 선량제 지점에서의 선량보정인자는 계산된 에너지 의존도들의 중간간을 이용하여 결정하였으며 이렇게 결정된 각 선량계 지점에서 선량보정인자는 0.89-0.97 범위의 값들을 나타내었다. 본 연구결과에 따르면 MOSFET 선량계를 이용하여 인형 모의피폭체 내에 선량을 측정할 때 에너지 의존도와 방향 의존도를 고려하지 않을 경우 측정 위치에 따라 $3{\sim}11%$ 정도의 측정오차가 발생할 수 있다. 그러므로 인형 모의피폭체 내의 선량을 정확하게 측정하기 위해서는 선량보정인자를 각 선량계에 필히 적용해주어야 한다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제16권6호
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• pp.687-695
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• 2022

고 에너지 전자선 치료 시 차폐체로 사용되는 납을 대체할 수 있는 3D 프린터 소재를 찾기 위해 MCNP6 프로그램을 사용하였다. 고 에너지 전자선을 방출하는 선형가속기의 PDD(Percent Depth Dose), Flatness, Symmetry를 측정하고, MCNP6로 선형가속기를 모의 모사 후 비교하여 실측과 모의 모사와의 선원항이 일치함을 확인하였다. 납 차폐체를 모의 모사하여, 흡수선량의 95 % 이상을 차폐할 수 있는 납 차폐체의 적정 두께를 선정하였다. 3 mm 두께의 납 차폐체에 대한 흡수선량 데이터를 기준으로 하여 ABS + W(10%), ABS + Bi(10%), PLA + Fe(10%) 소재들의 1, 5, 10, 15 mm 두께 별로 모의 모사로 분석하여 차폐성능을 분석하였다. 3D 프린터로 각각의 시제품을 제작하여 모의 실험과 같은 조건으로 측정하여 분석한 결과 ABS+W(10%) 소재가 최소 10 mm 이상의 두께로 형성되었을 때, 3 mm 두께의 납을 대체할 수 있는 차폐성능을 가지는 것을 확인하였다. 주사전자현미경(SEM)과 EDS 스펙트럼을 이용하여 ABS + W(10%) 소재의 원소조성 및 표면형상을 분석하였다. 이러한 결과를 통해, 상용화 된 납 차폐체를 ABS + W(10%) 소재로 대체하면 납과 같은 차폐효과를 낼 뿐만 아니라 3D 프린터를 이용하여 환자 맞춤형으로 제작할 수 있어 고 에너지 전자선 치료에 매우 유용할 수 있음을 확인하였다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제10권6호
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• pp.427-433
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• 2016

근래의 방사선 치료는 고 에너지 사용이 증가하여 심부에 위치한 종양의 치료효율이 높아졌다. 그러나 이와 함께 광핵반응으로 인한 광중성자의 발생이 문제되고 있으며, 광중성자는 광자보다 인체의 위해도가 높아 지속적인 관리가 요구된다. 이와 관련하여 몬테카를로 방식의 모의실험을 활용한 연구가 활발히 진행되고 있지만, 실측에 있어서는 미비한 실정이다. 이에 본 연구는 방사선 검출기를 이용하여 거리와 위치에 따른 광자와 광중성자를 측정하여 상관관계를 분석하였다. 그 결과, 광자는 거리가 멀어지고 조사야가 작아질수록 산란선량이 감소함을 알 수 있었다. 또한 광중성자는 광자와는 다르게 조사야가 작을수록 선량값이 증가하였으며, 일정거리까지 증가하는 경향성을 보이다 감소하는 것으로 나타났다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제17권5호
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• pp.641-649
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• 2023

본 연구에서는 3D 프린팅 기술을 활용하여 제작한 차폐체의 성능을 비교 분석하여, 고에너지 전자선 치료 시 차폐체로서의 적용 가능성에 대해 알아보고자 한다. 고에너지 전자선에 대한 3D 프린팅 재료의 차폐성능 평가를 위해 실측과 몬테카를로 기반의 모의실험을 수행하였다. 첫 번째, 모의실험에 대한 신뢰성 확보를 위해 IAEA의 TRS-398 권고를 참조하여 선원항 평가를 수행하였다. 두 번째, PLA+W (93%) 재료에 대한 차폐 성능 분석을 위해 3D 프린터를 이용하여 시편을 제작하였고, 전자선 에너지에 따른 두께별 차폐율을 평가하였다. 세 번째, PLA+W (93%)와 기존 차폐체 간 차폐 성능 비교 분석을 통해 전자선 치료 시 필요한 차폐 두께를 산정하였다. 연구 결과, 첫 번째, 실측과 모의실험을 통한 선원항 평가 결과, 1% 이내의 오차로 TRS-398 권고를 만족하여 모의실험에 대한 신뢰성을 확보하였다. 두 번째, PLA+W (93%)에 대한 차폐 성능 분석 결과, 6 MeV 전자선은 3.12 mm에서 95% 이상의 차폐율을 나타냈고, 15 MeV 전자선은 10 mm 두께에서 90% 이상의 차폐율을 나타내었다. 세 번째, 모의실험을 통해 PLA+W (93%) 재료와 기존 차폐체 간 비교 분석을 통해 동일 두께 내에서 텅스텐, 납, 구리, PLA+W (93%), 알루미늄 순서로 차폐율이 높은 결과를 나타내었으며, 6 MeV 전자선은 5 mm 이상, 15 MeV 전자선은 10 mm 이상 두께에서 거의 유사한 차폐율을 나타내었다. 향후 본 연구를 통해 고에너지 전자선 치료 시 PLA+W (93%) 재료를 이용한 환자의 맞춤형 차폐체 제작을 위한 기초자료로서 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제21권1호
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• pp.86-92
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• 2010

곡면 형태의 피부표면의 방사선량을 방사선크롬 필름과 열형광 선량계를 이용하여 측정하고자 한다. 또한 고정 장치의 사용으로 인한 고에너지 방사선의 피부보존효과의 감쇠를 정량적으로 측정하여 Monte-Carlo 프로그램으로 계산한 값과 비교하고자 한다. 머리-목 그리고 어깨의 곡면 형태를 모의하여 만든 11 cm 직경의 원통 팬텀에 $40{\times}40\;cm^2$의 조사야, SAD 100 cm, 6 MV의 방사선을 쪼였다. 또한 관련된 치료 상황과 유사한 조건으로 만들기 위해 그물망 형태의 고정 마스크를 원통형 팬텀에 씌워서 실험하였다. 원통 팬텀의 원둘레 주위를 따라 $0^{\circ}$에서 $360^{\circ}$까지의 피부선량곡선을 구하였다. 방사선크롬 필름을 이용하여 구한, 정면 입사위치($0^{\circ}$)에서의 피부선량은 최대값 깊이($D_{max}$) 방사선량의 47%, 접선 각도인 $90^{\circ}$에서는 61%로 측정되었다. 1.5 mm의 고정마스크를 씌운 경우 $0^{\circ}$ 입사지점에서는 59%, $80^{\circ}$에서는 78%였다. TLD를 통한 결과는 고정마스크를 씌운 경우 $0^{\circ}$ 입사지점에서는 66%, $80^{\circ}$에서는 80%였고 필름의 경우와 유사한 형태를 보였다. 고정 마스크를 머리-목 그리고 어깨 부위에 부착시켜서 치료를 하는 경우에 접선 부근 각도에서의 피부선량이 치료선량과 거의 같은 값을 보였다. 곡면 부위의 피부에는 고정성을 잃지 않는 범위 안에서 보다 더 얇고 더 구멍이 많이 뚫린 고정마스크를 사용해야 과도한 피부선량을 줄일 수 있을 것으로 사료된다.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제40권3호
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• pp.407-413
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• 2017

의료 방사선은 환자의 진단 및 치료를 함에 있어 중대한 이득을 제공하지만 주변인에게 불필요한 피폭을 발생시킨다. 이에 본 연구에서는 환자와 일반인이 같은 공간 내 상주하는 다인 병실에 대해 선원항의 종류에 따른 공간선량률을 분석하고자 하였다. 실험은 몬테카를로 모의모사(MCNPX)를 이용하였으며, 선원항은 전신 뼈검사 환자와 이동형 X선 발생장치를 모사하였다. 실험결과 전신 뼈검사 환자의 측면 병상 위치에서 약 $3.46{\mu}Sv/hr$의 선량이 나타났으며, 이동형 X선 발생장치를 이용한 실험 결과, 흉부검사 시 측면 병상 위치에서 $1.47{\times}10^{-8}{\mu}Sv/irradiation$, 복부검사 시 측면 병상 위치에서 $2.97{\times}10^{-8}{\mu}Sv/irradiation$ 값이 나타났다. 이처럼 다인병실에서는 주변 환자에게 불필요한 방사선을 발생시키며, 국내의 미흡한 다인 병실의 방사선에 대한 법적인 규제 및 체계적인 차폐 방안이 마련되어져야 할 것이다.