• 한국융합학회논문지
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• 제8권2호
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• pp.113-120
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• 2017

본 실험에서는 전산화단층영상장비에서 패각을 이용하여 제작한 방사선 융합차폐체의 표면 방사선 감소율과 방사선 인공물 영상을 평가하고자 하였다. 방사선 융합차폐체는 실리콘, 패각, 바륨분말을 이용하여 직경 50 mm, 두께 3.5 mm의 원형 차폐체 5종 (실리콘 차폐체, 바륨 차폐체, 실리콘과 패각 혼합 차폐체, 실리콘과 바륨 혼합 차폐체, 실리콘과 패각 그리고 바륨 혼합 차폐체)을 제작하였다. 방사선발생과 획득은 4 다중채널 전산화단층영상장비를 이용하였다. 그 결과 실리콘과 패각 혼합 차폐체가 영상의 인공물 발생 없이 5.3%의 표면 방사선 감소효과가 있었다. 향후 다양한 형태를 만들 수 있는 실리콘의 장점과 패각의 재활용으로 인한 친환경적인 소재로 방사선 융합차폐체 제작에 도움을 줄 수 있으리라 기대한다.

• 한국융합학회논문지
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• 제12권4호
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• pp.87-94
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• 2021

의료기관의 방사선 차폐체의 차폐물질이 친환경소재로 변화되면서 기존 납의 일반된 차폐특성보다 차폐물질의 특성에 따른 방사선 방어가 중요한 요소로 대두되고 있다. 납과 유사한 차폐물질로 대표적인 텡스텐과 황산바륨은 친환경 소재로 시트나, 섬유 형태로 제작되어 사용되고 있다. 이테르븀은 치과 방사선영역에서 불투과성 물질로 불소화합물로 사용되었으며, 에너지대별 차폐특성과 기존 친환경소재의 차폐특성과 비교하여 x-선 차폐영역에서 차폐성능을 평가하고자 한다. 동일한 공정과 조건하에 세 종류의 차폐시트를 제작하여 실험하였으며, 의료방사선 영역에서 텅스텐과 약 5 % 차폐성능 차이가 나타났으며, 황산바륨보다 우수한 차폐성능을 보였다. 차폐시트의 단면 구조에서는 인자의 배열이 일정하지 못하는 큰 단점을 보였다. 따라서 산화이테르븀은 의료방사선 차폐물질로 충분한 가능성을 보였으며, 입자배열 구조와 입자크기 조절로 차폐성능을 향상시킬 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국융합학회논문지
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• 제9권12호
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• pp.99-106
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• 2018

의료방사선 방어를 위해 사용되는 차폐 시트의 제조과정에서 인장강도를 유지하면서 차폐 재료의 충전율을 높여 차폐 성능을 향상시키는 방안을 제시하고자 한다. 본 연구에서 제안된 개질제는 고분자 수지재료와의 융합에 있어서 분자량을 높여 재료의 친화성을 높이는 역할을 수행한다. 차폐시트의 산화텅스텐의 충전율과 인장강도, 차폐 성능 등을 평가하였다. 공정과정에서 개질제는 분자량과 밀도를 증가시켰고, 성형 과정에서 퍼짐 형상이 적용되었고, 성능 향상과 재료와의 친화성, 인장강도를 유지하기 위해 사용된 개질제 PMMA는 20%를 혼합할 경우 가장 우수한 효과를 얻을 수 있다. 본 연구에서 제시된 재료의 융합과 개질제를 통해 차폐시트의 대량생산이 가능하며, 향후 경량의 차폐복 제작에 기여할 것입니다.

• 한국융합학회논문지
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• 제8권9호
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• pp.211-216
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• 2017

중증외상 환자 CT(Computed Tomography)검사 시 검사 보조자의 방사선 피폭경감을 위하여 새로운 융합적 모델의 망토 차폐체를 제작하여 그 유용성을 평가하고자 한다. 실험 방법으로 뇌혈관 CT 검사와 동일한 조건에서 두부 팬텀과 인체 팬텀을 이용하여 기존 차폐체와 새롭게 개발된 망토 차폐체를 이용하여 심장, 양쪽 액와부 그리고 갑상샘 부위를 유리선량계로 피폭선량을 측정하였다. 새롭게 개발된 차폐체가 기존의 차폐체 보다 방사선 차폐율이 심장 61.9 %, 좌측액와부 46.2 %, 우측액와부 69.8 %, 그리고 갑상샘 71.1 % 로 각각 높게 측정되었다. 새롭게 개발된 망토 차폐체가 방사선 피폭을 감소시키는데 매우 유용하며 향후 새롭게 개발된 융합적 모델의 망토 차폐차가 방사선 피폭을 감소시키는데 있어 큰 기여를 할 것으로 판단된다.

• 한국융합학회논문지
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• 제12권6호
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• pp.33-38
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• 2021

경량의 의료방사선 차폐시트를 제작하기 위해 새로운 차폐소재를 검토하였다. 가정에서 음식물 쓰레기로 버려지는 계란 껍데기 분말을 고분자 물질과 혼합하여 차폐재료의 가능성을 검증하고자 하였다. 기존의 경량 소재는 친환경의 조건을 만족하지만 주 재료 정제과정의 비용으로 인해 차폐시트 제작의 경제성에 어려움이 있다. 본 연구는 가정용 폐기물인 계란 껍데기를 이용하여 이러한 문제점을 해결하고자 한다. 고분자 물질인 HDPE를 이용하여 3 mm 두께의 차폐시트를 제작하였으며, 차폐시트 단면 내의 입자 분포상태도 분석하였다. 입자의 모양은 대체로 거칠게 구성되어 입자 간 공극이 있었으며, 단위 면적당 무게는 평균 1.5 g/cm² 로 나타났다. 차폐성능은 저에너지 영역에서는 20%대, 고에너지 영역에서는 10%대의 차폐성능을 보여 저선량 의료방사선 차폐시트의 재료로 가능성을 보여주었다.

• 한국융합학회논문지
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• 제11권6호
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• pp.83-88
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• 2020

최근 의료기관에서 친환경 재료로 제작된 방사선 차폐시트를 많이 사용하고 있다. 차폐시트는 폴리머 소재에 차폐물질을 혼입하여 열성형으로 고형적인 형태로 가공된다. 베이스는 수지 계열로 인장강도에는 한계가 있으며, 이를 위해 표면에 부직포 등의 섬유를 합포하여 사용하고 있다. 차폐시트 공정 기술은 차폐성능을 높이고자 차폐물질의 함유량을 높이면 인장강도가 급격히 떨어지는 문제점을 제시하고 있다. 이를 개선하고자 본 연구에서는 차폐시트에 섬유를 Binding하는 방식과 부직포에 소량의 차폐물질인 텅스텐을 함유하여 적층구조로 Laminating방식을 기본 폴리머 형태로 Compression molding방식 세 가지 종류의 차폐시트를 제조하여 동일한 차폐 물질량을 기준으로 차폐성능과 인장 강도를 비교 평가하였다. 세 종류 차폐시트의 비교에서 섬유 코팅 시트와 압착 방식의 시트는 차폐성능 차이는 5%정도이며, 인장강도는 65MPa에서 280MPa로 큰 차이가 나타났다. 적층구조의 차폐시트는 차폐 성능도 차이가 있었으며, 인장강도도 기준의 4배로 증가하였다.

• 한국융합학회논문지
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• 제12권1호
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• pp.105-110
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• 2021

의료기관에서 최근 많이 사용되고 있는 친환경 소재 방사선 차폐체는 시트 형태로 제작되어 Apron의 재료로 활용되고 있다. 친환경 Apron의 차폐성능은 납당량을 기준으로 제시되고 있으며, 납당량은 0.25~0.50mmPb로 제시되고 있다. 납이 주재료 사용되는 차폐체인 경우 납의 우수한 가공성으로 인해 두께로 차폐성능을 조절할 수 있다. 그러나 친환경 차폐시트는 차폐재료의 함량, 베이스 재료인 고분자 물질의 물성, 공정과정의 기술적 차이에 따라 차폐성능이 변화되어 두께 기준의 차폐성능을 제어하기가 어렵다. 본 연구에서는 이러한 문제점을 해결하고자 두께를 기준으로 차폐시트를 제작하여 차폐성능을 평가, 비교하였다. 동일한 시트 제작공정을 제시하여 두께를 제어할 수 있는 캘린더 공정의 압연 기술을 적용하였고 여러층의 적층 구조와 단일 구조로 제작된 두 시트의 두께별 차폐성능을 비교하여 5%대의 차이를 관찰하였다. 그 결과 여러 층으로 차폐한 적층 구조 차폐시트가 더 효과적임을 증명하는 동시에 두께 중심의 차폐성능의 가능성을 제시하였다.

• 미래기술융합논문지
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• 제1권2호
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• pp.19-25
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• 2022

방사선 차폐 물질인 납을 대신하여 싸고 친환경적인 산화철, 알루미나로 차폐체를 제작 후 차폐체의 성능을 평가하고자 한다. 산화철과 알루미나 각각 석고와 혼합하여 차폐체를 제작 이후 X-ray Tube를 이용하여 석고보드, 납복과 비교하여 성능을 평가한다. 관전압에 변화를 주며 실험한 결과 알루미나의 차폐 성능은 석고보드보다 차폐 성능이 떨어졌으며 50%의 알루미나가 함유되었을 때 석고보드와 차폐 성능이 비슷하였다. 산화철은 약 75%가 함유되었을 때 납복의 차폐 성능과 비슷해졌다. 알루미나를 이용한 차폐체는 석고와 비슷한 차폐 성능을 보여줘 납 대체물질로 적합하지는 않다. 하지만 산화철은 납복과 비슷한 차폐 성능을 나타내어 향후 납을 대체하는 X선 차폐 물질로 활용이 가능하기에 추가 연구가 필요하다.

• 한국융합학회논문지
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• 제10권12호
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• pp.129-134
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• 2019

의료기관에서 많이 사용되는 방사선 차폐 재료인 납을 대처할 수 있는 플라스틱 제품으로 PVC를 선택하였다. 방사선 차폐 의복 이외에 저선량 영역에서 의료기기 부품, 산업용 차폐 재료로 사용이 가능한지 평가하고자 한다. 상업용 PVC는 밀도가 3.68 g/㎠ 으로 재료의 유연성과 경제성 등 일정 방사선 영역에서는 충분한 차폐 효과를 긍정적으로 기대할 수 있으며, 다양한 형태로 변형이 가능하고, 경량의 차폐벽으로 사용할 수 있다. 의료기관에서 임상 검사 시 사용되는 의료방사선 영역 대에서 3mm PVC 5장을 두께로 조절하여 차폐 성능을 실험하였다. 의료방사선의 관전압 기준으로 실효에너지에 대한 차폐 성능을 평가하였다. PVC는 두께가 두꺼울수록 관전압과 실효에너지가 낮을수록 차폐효과는 크게 나타났으며, 차폐효과는 12mm 두께에 관전압 80kVp에서 70%의 차폐효과가 있었다. 따라서 PVC 재료의 차폐효과는 두께의 의존율이 높게 나타났다. 앞으로는 차폐 성능을 높이면서 얇고 가벼운 친환경 제품을 만들기 위한 지속적인 연구가 필요하다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제12권6호
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• pp.713-718
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• 2018

많은 선행 연구에서는 무연 차폐재를 제작하기 위하여 몬테카를로 시뮬레이션을 통해 방사선 차폐 능력과 경량화에 대한 가능성을 제시하고 있다. 하지만, 이는 바인더 및 미세 기공에 대한 구현이 어렵기에 제품화 공정에 필요한 정보를 충분히 제공하지 못하는 실정이다. 이에 본 연구에서는 제품화 공정에 요구되는 겔 페이스트에 대한 정보를 사전에 제공하기 위하여 스크린 프린팅 공법을 활용하여 충전율에 따른 방사선 차폐 능력에 대한 결과를 제시하였다. 본 연구에서는 방사선 차폐 능력을 평가하기 위해 IEC 61331-1: 2014와 KS A 4025에 부합하도록 실험 환경을 설계하였으며, 방사선 조사 조건은 KS A 4021 규격을 준용하여 총 여과 2.0 mmAl로 여과된 100 kVp를 이용하였다. 본 연구 결과, TVL를 기준으로 Pb $1270{\mu}m$, $BaSO_4$ $3035{\mu}m$, $Bi_2O_3$ $1849{\mu}m$, $WO_3$ $2631{\mu}m$에서 근사한 값으로 분석되었다. 또한, 충전율은 $BaSO_4$ 38.6%, $Bi_2O_3$ 27.1%, $WO_3$ 30.15%로 분석되었다. 하지만, 차후 저온고압 성형을 적용한다면 충전율을 높이면서도 기공률을 낮춤으로서 방사선 차폐 능력의 개선이 충분히 가능할 것으로 기대된다.