• 분석과학
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• 제20권6호
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• pp.460-467
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• 2007

자연계에 존재하는 $^{238}U$, $^{235}U$, $^{232}Th$ 그리고 $^{40}K$의 감마선과 베타선에 대해 토양의 흡수선량을 평가하기 위한 유효 흡수선량 환산인자를 계산하였다. 이 때 감마선과 베타선에 대한 붕괴당 에너지, 반감기, 분기율등의 핵자료들은 National Nuclear Data Center (NNDC)의 최근 자료들을 이용하였다. 본 연구에서 계산한 흡수선량 인자 및 이를 이용하여 얻은 $^{238}U$, $^{232}Th$ 그리고 $^{40}K$의 베타선과 감마선에 유효흡수선량은 1998년 Aitken의 결과와 비교적 잘 일치하였지만, $^{235}U$의 경우는 많은 차이가 있음을 확인하였다. 한국 충북 청원군 오성에 있는 선사유적지(만수리) 내의 토양에 대해 고 분해능 감마선 분광 분석 장치(HP Ge 검출기)로 지각 방사선의 감마선 스펙트럼을 측정하고, 계산된 유효 흡수선량 환산인자를 이용하여 연간방사선량을 평가하였는데, 연간방사선량이 3.8~5.9 mGy/year으로 평가되었다. 또한 Rn 이하의 붕괴 핵종을 포함하여 연간방사선량을 평가하는 경우와, 이를 포함하지 않고 연간방사선량을 평가하는 경우는 9~30 % 차이를 나타내었다. 이 흡수선량 환산인자로 토양에 존재하는 자연 방사성 동위원소들의 베타선과 감마선에 대한 유효 흡수선량 평가법이 확립하였다.

• 한국원자력학회:학술대회논문집
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• 한국원자력학회 1996년도 춘계학술발표회논문집(4)
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• pp.23-27
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• 1996

$\beta$-선 흡수선량의 1차 표준이 확립되지않은 상황에서 측정표준이 이미 확립된 외국의 표준기관에서 검증되어 도입된 $\beta$-선 흡수선량 조사시설에 대해 ISO-6980에서 명시한 항목에 대해 성능실험을 수행하였고, 외삽형전리함을 사용하여 측정된 이온화전류로 부터 흡수선량률을 재평가하여 외국의 검증결과와 비교하였다. 조사시설의 성능실험 결과 Sr$^{90}$ +Y$^{90}$ 선원에 대해 선원으로부터 30cm거리에서 빔 균일도, 제동복사선 기여도 및 $\beta$-선 최대잔여에너지가 기준에 적합한 것으로 나타났다. 그리고 흡수선량 평가결과는 '96. 4. 1을 기준으로하여 20 $^{\circ}C$,1기압에서 2.686 ($\pm$2.73%)$\mu$Gy/sec로 외국표준기관의 측정치와 1.8%이내에서 일치하는 것으로 나타났다.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제16권2호
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• pp.17-26
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• 1991

외삽형 전리함을 사용하여 $^{90}Sr+^{90}Y(1.65mCi)$ 베타선원에 대해 교정점 30cm 거리에서 조직표면의 흡수선량을 측정하였다. 이때 흡수선량 측정에 영향을 주는 유효단면적, 입사창 감쇠율, 극성효과, 이온 재결합을 등의 보정인자를 분석하였다. 이들 인자를 보정한 후의 조직표면의 흡수선량은 $1.493{\mu}Gy/sec({\pm}2.9%)$로 평가되었다.

• 한국원자력학회:학술대회논문집
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• 한국원자력학회 1995년도 춘계학술발표회논문집(2)
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• pp.895-898
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• 1995

베타선 흡수선량의 정밀측정에 사용되는 평판형전리함의 일종인 외삽형전리함(Extrapolation Chamber)으로 베타선 이온화전류의 정확한 측정을 위하여는 이온수집 단면적의 정화한 평가가 필요하다. 이를 위하여 표준 폴리축전기와 표준전압원을 이용한 충전용량 측정법으로 실제 유효 단면적을 구하였으며 측정결과는 기계적 측정치와 약 10.5%의 차이가 있음이 밝혀졌다.

• 대한핵의학회지
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• 제31권4호
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• pp.433-439
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• 1997

낭성뇌종양은 낭 내부에 베타선을 방출하는 방사성동위원소를 주입하여 낭 내부 및 낭벽에 존재하는 암세포에 일정량의 방사선 에너지를 전달함으로써 그 치료 효과를 기대할 수 있다. 본 연구에서는 $^{166}Ho$-chitosan 복합체를 낭성뇌종양 치료에 이용하고자 할 때 낭의 크기와 주입되는 방사능의 변화에 따라 낭벽에 전달되는 방사선 흡수선량이 어떻게 변화하는가를 평가하고자 한다. 구형의 종양성 낭 모델에 대하여 Monte Carlo code인 EGS4를 이용하여 $^{166}Ho$ 베타선의 에너지 전달 현상에 대한 모사계산을 수행한다. 종양성 낭 내부에 주입된 $^{166}Ho$-chitosan 복합체의 낭내 분포는 낭 내부액과 섞여있거나 낭벽 표면에 부착되는 두 가지 경우를 고려한다. 방사선 조사의 표적 영역으로서, 낭벽의 표면으로부터 매 1mm 깊이의 체적을 설정하여 4mm 깊이까지 고려한다. 직경이 각 1cm, 2cm, 그리고 3cm 인 종양성낭을 평가 대상으로 설정한다. 직경이 3cm인 종양성 낭에 10mCi의 $^{166}Ho$-chitosan 복합체가 주입되어 낭 내부에 균일하게 분포하였다고 가정하였을 경우에 1mm 두께의 낭벽에 전달되는 방사선 흡수선량은 매 1mm 깊이의 낭벽 체적에서 각각 40.06Gy, 14.96Gy, 5.315Gy, 1.660Gy으로 계산되었다. 한편, 낭 내부에 주입된 10mCi의 $^{166}Ho$-chitosan 복합체가 낭벽에 균일하게 분포하였다고 가정하였을 경우에는 매 1mm 두께의 낭벽 체적에 전달되는 방사선 흡수선량이 601.7Gy, 188.7Gy, 73.87Gy, 27.80Gy로 평가되었다. 낭 내부에 주입된 $^{166}Ho$-chitosan 복합체가 낭벽에 부착될 가능성이 있음이 한 임상 적용 예에서 시사된 바, 정확한 $^{166}Ho$-chitosan 복합체의 낭 내부벽 부착률을 확인함으로써 낭벽에 대한 흡수선량을 예시하고 이를 근거로 주입할 $^{166}Ho$-chitosan 복합체의 양을 결정해야 할 것이다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제13권4호
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• pp.187-194
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• 2002

본 연구에서는 근접 방사선치료용 Ir-192 선윈의 흡수선량에 관한 물리적 특성들을 몬테칼로 계산을 이용하여 조사하였다. 몬테칼로 계산은 EGS4 코드로 수행하였으며 이를 위하여 원통형 선원과 팬텀 그리고 에너지 분포의 입력과 처리가 가능한 사용자 코드를 작성하였다. 베타선에 대한 계산 결과, 베타선들은 선원과 0.5-5.0 cm 거리에서 전체 흡수선량에 평균 0.02% 기여하는 것으로 나타났다. 이것은 초기 베타선들이 선원과 밀봉물질에서 대부분 흡수를 당하지만 이 과정에서 발생한 저에너지 제동복사 광자들이 원거리까지 기여하기 때문이다. 밀봉물질에 의한 흡수선량의 변화는 백금으로 취한 경우에 평균 2.8% 그리고 철로 취한 경우에 평균 1.1% 감소하는 것으로 나타났다. 몬테칼로 계산으로 구한 반경선량함수는 선원과 0.5-10.0 cm 반경거리 구간에 대하여 TG-43 보고서의 값들과 $\pm$3% 이내로 일치하였다. 본 연구에서 작성한 사용자 코드는 다른 종류 및 다른 크기의 선원에 대해서도 계산을 수행할 수 있어서 근접 방사선치료용 선원의 생산 및 가공에 관한 연구에 다양하게 이용될 수 있다.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제21권4호
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• pp.255-262
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• 1996

이 논문은 최근 한국원자력연구소(KAERI)와 미국 패시픽노스웨스트 국립연구소(일명, 바텔연구소, PNNL)이 개인선량계의 성능검사를 위한 미국 ANSI N13.11 기준에 근거하여 KAERI 방사선 측정/교정실험실에서 수행한 KAERI 기준 광자 및 베타 방사선장의 국제 상호비교 측정결과를 설명하고 있다. 두 기관이 각각 자국의 일차 표준에 소급성을 갖는 방사선 검출기와 방사선 측정장치를 사용하여 자유공기중에서 광자의 조사선량(율), 공기커마(율)와 베타선의 절대 흡수선량(율)을 측정한 결과, 광자선장에 대해서는 ${\pm}2.0%$을 베타선장에 대해서는${\pm}1.0%$의 오차범위 내에서 잘 일치하였다. 따라서 KAERI의 기준 광자 및 베타 방사선장은 국제표준에 잘 만족되고 있음이 입증되었으며 장차 방사선 도시메트리 연구개발의 국가 기술기반으로 활용될 수 있음이 확인되었다

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제9권3호
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• pp.155-162
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• 1998

방사성 동위원소의 치료에 베타 방출 선원이 많이 이용되고 있다. 베타 방출 핵종 들은 투과력이 약해 방사선 도달거리 (range)가 짧아 병소내에 직접 주입하여 선택적으로 병소만을 조사하여 치료 의 효과를 얻을 수 있고 주변 정상 조직의 방사선 피폭을 줄일 수 있다. 최근 한국 원자력연구소의 원자로인 하나로를 이용하여 베타 입자 방출체인 Ho-l66 용액을 만들어 여기에 키토산 화합물을 표지 하였다. Ho-l66 은 고 에너지 베타 방출체라는 점과 일부 감마선이 방출됨으로써 감마카메라로 쉽게 영상을 얻을 수 있다는 장점이 있다. 본 연구에서는 감마카메라로 얻은 평면 영상을 이용하여 Ho-l66으로 치료한 부위와 그 주변의 정상 장기들의 방사선 홉수선량을 구하였다. 감마카메라는 Siemens 의 2중 head를 가진 Multispect2 시스템이 이용되었고, 콜리메이터는 medium energy, 최대 에너지는 80 keV, 창은 20%로 5분간 영상을 획득하였다. Ho-166 에 대한 투과인자 (transmission factor)는 환자 있을 때와 없을 때의 영상으로 관심영역의 ROIs 의 비로 구하였다 .3일간의 평면 영상으로 유효반감기를 구하여 Marinelli 공식과 MIRD 공식으로 베타입자에 대한 방사선 흡수선량을 구하였다. 감마선에 의한 흡수선량은 매우 적으므로 무시하였다. Transmission factor는 환자에 따라 다르지만 1110 MBq(30 mCi)을 주입하여 치료에 임한 간암 환자의 경우 간은 4.6, 비장은 4.65, 폐는 3.34, 뼈는 5.65 의 값을 보였다. 방사선 홉수선량은 tumor 에는 179.7, 정상간에는 16.3, 비장은 18.5, 폐에는 7.0, 뼈에는 9.0 Gy 가 각각 계산되었다. 이를 tumor dose 에 100%로 normalization 시킬 경우 정상간, 비장, 폐, 뼈에 각각 9.1, 10.3, 3.9, 5.0%로 분포되었음을 알았다. 본 연구를 통하여 tumor dose 뿐만이 아니고 주변 주요 위험장기 (critical organ) 에 대한 방사선 흡수선량을 전ㆍ후면 평면영상으로 얻을 수 있음을 보여 줌으로써 평면영상법을 이용한 dosimetry 의 가능성을 보았다. 또한 주변 주요 위험 장기의 한계선량에 맞는 주입할 양을 결정하는데 기초 자료가 될 수 있음을 보여준다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제16권7호
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• pp.1007-1014
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• 2022

표적 방사성핵종 치료(targeted radionuclide therapy, TRT)는 방사성의약품을 사용하여 종양세포를 치료하는 방법이다. 인체의 조직을 구성하는 세포와 핵은 구형과 타원형으로 구성되어 있지만, 암세포의 경우 다양한 형태의 세포 형태로 이루어져 있다. 이에 본 연구는 몬테카를로 방법을 통해 표적 방사성핵종 치료 시 사용되는 베타선 방출 핵종을 대상으로 단일 세포 내 세포핵의 크기 변화에 따른 세포 구성 영역별 흡수선량을 분석하였다. 세포는 5 ㎛, 10 ㎛ 두 가지의 크기의 구 형태로 선정하였으며, 세포의 내부 구성은 세포핵, 세포질, 세포 표면으로 구분하였으며, 세포핵의 크기 증가에 따른 흡수선량을 평가하였다. 그 결과, 표적 방사성핵종 중 ¹⁷⁷Lu이 세포 모든 구획에서 가장 높은 선량을 나타냈으며, 세포 내 핵의 비중이 증가함에 따라 세포 표면의 흡수선량은 증가되었으나, 세포질과 세포핵의 흡수선량은 감소하는 경향을 보였다. 따라서 표적 방사성핵종 치료 시 암세포의 크기를 고려한 방사성핵종의 선택과 적절한 방사능량 결정이 중요할 것으로 판단된다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제10권3호
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• pp.151-157
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• 1999

심장 혈관 협착증 환자의 경우 수술후 재협착을 방지하기 위하여 혈관내 방사선 조사를 실시하여 혈관내벽의 세포증식을 억제하는 방법이 시도되고 있다. 이를 위해 여러 가지 방사성 동위원소가 사용되고 있지만 한국원자력연구소에서 생산되는 Ho-166 도 그 중의 하나의 원소이다. 따라서 이 Ho-166 을 이용하여 혈관내 방사선조사를 할 경우 선량분포를 측정해 보았다. 혈관 내벽을 방사선 조사하는 방법은 풍선 혈관 카테터를 혈관내에 위치시키고 풍선 안에 액체 상태인 Ho-l66 동위원소를 채우고 일정시간 머물게 함으로써 시행된다. 선량분포를 측정하기 위하여 Solid water phantom 과 방사선 흡수선량에 따라 현상기에 현상을 하지 않아도 바로 필름 흑화도 변화를 볼 수 있는 GafChromic Film 을 사용하였다. 필름 흑화도 측정은 Videodensitometer를 이용하였으며 Co-60 빔에 검교정된 GafChromic 필름의 흑화도로 부터 풍선 혈관 카테터 안에 있는 Ho-166 동위원소에 의한 선량분포플 측정하였다. 먼저 Co-60 빔을 이용한 GafChromic Film 의 calibration curve를 얻었다. 흡수선량 대 필름 흑화도 곡선 (H-D curve)은 직선을 이루지 않았으며 이는 densitometer에 쓰이는 광원으로 부터 짐작되는 결과이다. H-D 곡선을 이용하여 Ho-l66이 채워진 풍선 혈관 카테터로 부터의 거리에 따른 선량분포를 얻었으며 카테터 표면으로 부터 1 mm 떨어진 거리에서의 선량은 풍선 표면에서의 약 20% 정도 였으며 5mm 떨어진 거리에서는 풍선 표면 선량의 약 1% 정도로 급속히 떨어짐을 볼 수 있었다. 혈관내 방사선 조사시 중요한 것은 혈관 내 벽에는 원하는 만큼의 방사선량을 주어야 하지만 주변의 정상조직에는 최소한의 손상을 유지해야 하므로 선량분포가 동위원소로 부터 떨어졌을 때 급속히 감소해야 한다는 것이다 따라서 이와같은 이유 때문에 베타선 방출 핵종 들이 많이 시도되고 있으며 동위원소 Ho-l66 도 혈관내벽 방사선조사를 위한 하나의 좋은 핵종으로 이용할 수 있다.