• Title/Summary/Keyword: 선량분포 및 선량평가

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A Study on the dose distribution and the accuracy of the system for small fields of high energy x-rays (고에너지 X-선 소조사야의 선량분포 및 계측에 관한 연구)

  • 이호남;지광수;김재휴;지영훈
    • The Journal of Korean Society for Radiation Therapy
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    • v.7 no.1
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    • pp.32-44
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    • 1995
  • I. 제 목 고에너지 X-선 소조사야의 선량분포 및 계측에 관한 연구 II. 연구의 목적 및 중요성 최근 수술이 어려운 뇌종양등에 대한 방사선수술법(Radiosurgery)이 관심의 대상이 되고 있다. 방사선수술법은 크게 나누어 200여개의 Co-60이 장착된 장치(Gamma Knife)를 이용하는 방법과, X-선치료기를 이용하는 방법은 몇개의 보조기구를 설치하면 가능한 매우 경제적인 방법이다. 따라서 Microtron을 이용한 방사선수술의 기초자료확보를 위하여 소조사야에 대한 선량과 선량분포의 측정 및 계산을 실시하였다. III. 연구의 내용 및 범위 Microtron으로부터 조사되는 6MV, 10MV, 21MV X-선의 지름 3cm이하 소조사야에 대한 정확한 선량 및 선량분포 자료를 확보하기 위해, 가. Microtron치료기와 보조장치등에 대한 정밀도 계측 및 평가 나. 보조 Collimator의 적당한 크기와 재료의 선택 및 설계, 제작. 다. 에너지와 조사야 크기 각각에 대한 여러측정장치(Ion chamber, Diode detector, TLD 및 Film등)를 이용한 선량 및 선량분포 측정. 라. 측정값들의 비교, 검토 및 측정된 자료에 의한 선량 및 선량분포의 계산을 수행했다. IV. 연구결과 및 활용에 대한 건의 본 연구에서 얻은 결과는 다음과 같다. 가. Microtron치료기와 보조장치등의 정확도의 허용 오차범위내에서 잘 일치하였다. 나. 보조 collimater adpator는 총 길이 24cm로 하였으며 재질로는 두랄미늄을 사용하였고, 보조 collimator는 low melting alloy를 사용하였으며 소조사야 크기의 정확도는 0.5mm이내에서 매우 잘 일치 하였다. 다. 방사선 수술법의 에너지 선택에 중요한 요소중의 하나인 penumbra는 6MV X-선에서 가장 적게 나타났으며 라. 소조사면에 대한 깊이-선량 백분율곡선은 모든 에너지에서 조사면이 작아질수록 표면으로 이동하는 경향을 보였다. 이상의 결과로부터 방사선 수술을 시행할 경우 수십억원에 이르는 장비의 도입이나 새로운 시설 없이 Microtron에서 조사되는 고에너지 X-선을 이용할 수 있을 것으로 사료된다. 또한 새로 구입한 측정기나 보조 Collimator를 이용하여 소조사야에 대한 선량측정기술을 습득함으로써 일반적인 소조사야의 방사선치료나 회전치료등에 활용할 수 있다.

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3차원 조형 방사선치료계획 장비 CorePlan의 유용성 평가

  • 강영남;장지선;강대규;박성일;최일봉;유치훈;강상욱;임병완;신성균
    • Proceedings of the Korean Society of Medical Physics Conference
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    • 2003.09a
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    • pp.33-33
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    • 2003
  • 목적 : 현재 국내에서 사용되고 있는 방사선치료계획 장비는 거의 모든 방사선종양학과에서 외국 회사의 제품을 사용하고 있는 실정이다. 본 연구는 국내 기술로 개발된 3 차원 조형 방사선치료계획 장비인 Core Plan의 선량계산 알고리즘의 정확성 및 방사선 치료계획 장비로서의 유용성에 관해 평가하고 본 장비의 특징에 대해 간략히 소개하고자 한다. 재료 및 방법 : 본 연구는 2002 년 11 월에 가톨릭대학교 성모병원 방사선종양학과와 서울씨앤제이의 연구계약에 의해 시행되었다. 본 장비에 대한 평가는 방사선분포 및 계산상의 정확성과 임상적용시의 유용성의 관점에서 시행되었다. 본 장비에서 이용된 광자선 선량계산은 Clarkson-Cunningham 모델이며 전자선 선량계산은 2.5D Hogstrom 알고리즘이다. 방사선분포 및 계산상의 정확성 평가를 위하여 방사선치료 장비는 본 병원이 보유한 Clinac 2100CD (Varian, USA)를 이용하였고 폴리스티렌 팬텀과 필름 및 이온 전리함을 이용하여 방사선분포 및 계산상의 정확성을 평가하였다. 방사선분포의 평가 방법은 필름을 이용한 방사선분포의 중심부단면 선량분포와 CorePlan 에서 재현된 방사선분포의 동일면 선량분포를 비교하였다. 임상적용은 2003 년 3 월부터 7 월까지 방사선치료를 받은 50 명의 환자를 대상으로 분석하였다. 본 시험에 적용된 환자는 본 병원이 보유한 3 차원 방사선치료계획 장비인 Prowess 3D (SSGI Inc., USA)를 이용하여 실제 치료된 환자들이며 이 환자를 대상으로 CorePlan에서 동일하게 재현하여 비교하였다. 결과 및 결론 : 방사선분포 및 계산상의 정확성 평가에서는 실제 측정된 결과와 CorePlan에서 재현된 결과가 모두 $\pm$3% 이내로 평가되었다. 50 명의 환자를 대상으로 시행한 임상시험 결과 Prowess 3D에서 나타낸 결과와 비교하여 두경부에서는 1.678%, 흉부 1.578%, 복부 1.271%의 선량값의 오차를 보였다. 본 연구를 진행하는 과정에서 많은 부분의 프로그램 수정이 있었으며 실제임상에 필요한 부분에 대한 추가 및 보완이 이루어졌다. 앞으로 진행될 과정은 실제임상의 사용에 필요한 부분의 계속적인 업그레이드와 전자선에 대한 방사선분포 및 계산정확성 평가, 임상적용에 있어서 Prowess3D 뿐만 아니라 다양한 방사선 치료계획 장비와의 비교를 할 예정이다.

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구동 팬톰 시스템을 통한 내부 장기 움직임의 선량 평가

  • Kim, Jae-Gyun;Kim, Yun-Jong;Lee, Dong-Han;Lee, Dong-Hun;Kim, Mi-Suk;Jo, Cheol-Gu;Ryu, Seong-Ryeol;Yang, Gwang-Mo;Yu, Hyeong-Jun;Ji, Yeong-Hun
    • Proceedings of the Korean Society of Medical Physics Conference
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    • 2005.04a
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    • pp.64-67
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    • 2005
  • 본 연구의 목적은 호흡 운동에 영향을 받는 내부 장기의 움직임을 정량적으로 분석하고, 그 결과를 토대로 움직이는 내부 장기의 선량 분포를 측정하고 평가하는 것이다. 그리고 이전에 보고된 논문에서 개발된 움직임 감소 장치의 사용 유무에 따른 내부 장기의 선량 분포 또한 분석하는 것이다. 이를 위하여 1차원적으로 움직이는 구동 팬톰 시스템을 개발하였고, 6MV X-ray에서 Kodak X-omat V 필름을 사용하여 움직이는 내부 장기의 선량분포를 실험적으로 측정하였다. 이 결과로부터 호흡 운동으로 인한 움직이는 내부 장기 및 종양에 조사되는 선량의 부정확도를 평가할 수 있었고, 움직임 감소 장치를 사용했을 때 선량의 부정확도가 감소함을 확인할 수 있었다.

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두경부암의 6MV 광자선 치료 시 표면선량 증가를 위한 Spoiler의 유용성 평가

  • 이강혁;김원택;이화중;김대영
    • The Journal of Korean Society for Radiation Therapy
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    • v.14 no.1
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    • pp.41-47
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    • 2002
  • 1.목적 두경부암(head and neck Ca)과 쇄골상부(Supraclavicular)에 6MV 광자선으로 치료 시 치료부위(Target volume)가 피부에서 대략 $1^{\sim}2mm$정도 깊이에 위치할 경우, 6MV 광자선의 선량분포는 표면선량이 낮아서 치료에 적합하지 않기 때문에 Bolus와 같이 사용하지만 Skin Sparing(피부보호)효과의 손실로 피부의 손상이 발생할 수 있다. 이러한 이유로 피부의 보호와 치료 시 표면선량의 증가를 위해 Spoiler(산란판)를 제작하여 측정 후 그 특성을 이해하고 선량의 분포를 통하여 Bolus와 비교한 후에 Spoiler의 유용성에 대해 평가하고자 하였다. 2.방법 Siemens사 선형가속기(PRIMUS)의 6MV 광자선을 사용하여 Spoiler의 사용여부 및 Spoiler의 사용 시에는 조사면의 크기를 $5{\times}5,\;7{\times}7,\;10{\times}10,\;15{\times}15,\;20{\times}20cm^2$로 하고 Spoiler와 표면과의 거리는 6, 10, 15cm로 바꾸어 가면서 물팬톰(PTW. 독일)을 이용해 깊이와 측방에 따른 선량분포를 Markus 전리함(PTW. 독일)으로 측정하였으며 전리함의 방수를 위해 씌어진 방수 캡 때문에 표면선량을 별도의 고형 팬톰으로 측정하였다. 표면의 측정선량은 전리함의 측면 벽 등에 의한 선량 측정치의 증가 현상으로 과 반응을 보였으며 이를 교정하였다. 그리고 측정된 데이터를 치료계획 시스템(Pinnacle 6.0m)으로 비교, 분석하였다. 3.결과 Spoiler의 사용 시 3cm깊이 측정선량 백분율과 Spoiler를 사용하지 않은 해당 치료 조사면의 3cm깊이 선량의 백분율에 일치하도록 하여 가상의 치료 깊이인 2mm에서 측정값을 비교하여 본 결과 조사면 $5{\times}5,\;10{\times}10,\;20{\times}20cm^2$에서 OPEN시 62, 64, $70\%$, Bolus는 97, 97, $99\%$로 Spoiler의 사용 시 표면과의 거리가 6cm에서 82, 98, $103\%$, 10cm에는 72, 89, $101\%$, 15m에 65, 79, $96\%$로 나타났으며 표면에서의 측정값을 비교하여 본 결과 OPEN시 11, 17, $27\%$, Bolus는 84, 84, $86\%$, Spoiler의 사용 시 6cm에서 40, 71, $93\%$, 10cm에는 25, 50, $81\%$, 15cm에 18, 36, $67\%$를 나타내었다. 또한 3m깊이에서의 측방 선량분포에서 Spoiler의 거리변화(6, 10cm)는 심부선량의 변화에 영향을 주지 않는 것으로 확인할 수 있었다. 그리고 위의 실험측정치를 치료계획 시스템에 입력하여 선량분포를 확인한 결과 Spoiler를 사용하는 경우 OPEN에 비해 선량분포 영역을 표면으로 끌어 올릴 수 있으며 Bolus 보다 피부 보호효과는 어느 정도 유지가 되는 것을 보여주었다. 4.결론 이와 같이 Spoiler는 Bolus와 비교하여 6MV 광자선의 build up 영역을 표면으로 증가시키는 동시에 Skin Sparing(피부보호)효과를 유지할 수 있으며 두경부암의 치료에서 Spoiler의 사용이 가능한 조건으로는 조사면이 $5{\times}5cm^2$에서 Spoiler와 표면과의 거리가 6cm일 때, $7{\times}7cm^2$에서 6cm, 10cm였고 $10{\times}10cm^2$는 10cm, 15cm로, $15{\times}15cm^2$는 15cm의 간격으로 평가되었다. 또한 $20{\times}20cm^2$의 조사면, Spoiler가 6cm 간격 인 경우 Bolus를 사용한 것 보다 더욱 높은 표면선량을 나타내었다. 그러나 Spoiler와 표면간의 거리를 다르게 함으로써 깊이에 따라 선량분포를 다양하게 나타낼 수 있기 때문에 표면선량의 증가와 피부의 보호를 위해 환자의 피부 두께, 실제 치료 부위의 깊이 등을 고려한다면 Spoiler를 사용하는 것이 bolus를 사용하는 것보다 더 유용하게 적용할 수 있을 것으로 사료된다.

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4-Dimensional dose evaluation using deformable image registration in respiratory gated radiotherapy for lung cancer (폐암의 호흡동조방사선치료 시 변형영상정합을 이용한 4차원 선량평가)

  • Um, Ki Cheon;Yoo, Soon Mi;Yoon, In Ha;Back, Geum Mun
    • The Journal of Korean Society for Radiation Therapy
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    • v.30 no.1_2
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    • pp.83-95
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    • 2018
  • Purpose : After planning the Respiratory Gated Radiotherapy for Lung cancer, the movement and volume change of sparing normal structures nearby target are not often considered during dose evaluation. This study carried out 4-D dose evaluation which reflects the movement of normal structures at certain phase of Respiratory Gated Radiotherapy, by using Deformable Image Registration that is well used for Adaptive Radiotherapy. Moreover, the study discussed the need of analysis and established some recommendations, regarding the normal structures's movement and volume change due to Patient's breathing pattern during evaluation of treatment plans. Materials and methods : The subjects were taken from 10 lung cancer patients who received Respiratory Gated Radiotherapy. Using Eclipse(Ver 13.6 Varian, USA), the structures seen in the top phase of CT image was equally set via Propagation or Segmentation Wizard menu, and the structure's movement and volume were analyzed by Center-to Center method. Also, image from each phase and the dose distribution were deformed into top phase CT image, for 4-dimensional dose evaluation, via VELOCITY Program. Also, Using $QUASAR^{TM}$ Phantom(Modus Medical Devices) and $GAFCHROMIC^{TM}$ EBT3 Film(Ashland, USA), verification carried out 4-D dose distribution for 4-D gamma pass rate. Result : The movement of the Inspiration and expiration phase was the most significant in axial direction of right lung, as $0.989{\pm}0.34cm$, and was the least significant in lateral direction of spinal cord, as -0.001 cm. The volume of right lung showed the greatest rate of change as 33.5 %. The maximal and minimal difference in PTV Conformity Index and Homogeneity Index between 3-dimensional dose evaluation and 4-dimensional dose evaluation, was 0.076, 0.021 and 0.011, 0.0 respectfully. The difference of 0.0045~2.76 % was determined in normal structures, using 4-D dose evaluation. 4-D gamma pass rate of every patients passed reference of 95 % gamma pass rate. Conclusion : PTV Conformity Index was more significant in all patients using 4-D dose evaluation, but no significant difference was observed between two dose evaluations for Homogeneity Index. 4-D dose distribution was shown more homogeneous dose compared to 3D dose distribution, by considering the movement from breathing which helps to fill out the PTV margin area. There was difference of 0.004~2.76 % in 4D evaluation of normal structure, and there was significant difference between two evaluation methods in all normal structures, except spinal cord. This study shows that normal structures could be underestimated by 3-D dose evaluation. Therefore, 4-D dose evaluation with Deformable Image Registration will be considered when the dose change is expected in normal structures due to patient's breathing pattern. 4-D dose evaluation with Deformable Image Registration is considered to be a more realistic dose evaluation method by reflecting the movement of normal structures from patient's breathing pattern.

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A Study on the Evaluation of 3D Dose Distribution using Normoxic Polymer Gel (정상산소 중합체 겔 선량계를 이용한 3차원 방사선량 평가에 관한 연구)

  • Chung, Se-Young;Kim, Young-Bum;Kwon, Young-Ho;Lee, Suk
    • The Journal of Korean Society for Radiation Therapy
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    • v.19 no.1
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    • pp.7-17
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    • 2007
  • Purpose: As increasing complexity of modern radiotherapy technique, more developing dosimetry is required. Polymer gel dosimeters offer a wide range of potential applications with high resolution and assured quality in the thee-dimensional verification of complex dose distribution such as intensity-modulated radiotherapy (IMRT). The purpose of this study is to find the most sensitive and suitable gel as a dosimeter by varying its composition ratio and its condition such as temperature during manufacturing. Materials and Methods: Each polymer gel with various ratio of composition was irradiated with the same amount of photon beam accordingly. Various polymer gels were analyzed and compared using a dedicated software written in visual C++ which converts TE images to R2 map images. Their sensitivities to the photon beam depending on their composition ratio were investigated. Results: There is no dependence on beam energy nor dose rate, and calibration curve is linear. Conclusion: The polymer gel dosimeter developed by using anti-oxidant in this study proved to be suitable for dosimetry.

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Evaluation of Dose Distribution of 6 MV X-ray using Optical Dosimetry (광 도시메트리시스템을 이용한 치료용 6 MV X선 선량분포 평가)

  • Kim, Sunghwan
    • Journal of the Korean Society of Radiology
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    • v.13 no.7
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    • pp.925-932
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    • 2019
  • In this paper, we developed optical dosimetry system with a plastic scintillator, a commercial 50 mm, f1.8 lens, and a commercial high-sensitivity CMOS (complementary metal-oxide semiconductor) camera. And, the correction processors of vignetting, geometrical distortion and scaling were established. Using the developed system, we can measured a percent depth dose, a beam profile and a dose linearity for 6 MV medical LINAC (Linear Accelerator). As results, the optically measured percent depth dose was well matched with the measured percent depth dose by ion-chamber within 2% tolerance. And the determined flatness was 2.8%. We concluded that the optical dosimetry system was sufficient for application of absorbed dose monitoring during radiation therapy.

Consideration Regarding the Breast Cancer Treatment Plan That Used Irregular Surface Compensator (ISC) (Irregular Surface Compensator (ISC)를 이용한 유방암치료계획에 관한 고찰)

  • Je, Young-Wan;Kim, Chan-Yong;Park, Heung-Deuk
    • The Journal of Korean Society for Radiation Therapy
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    • v.19 no.2
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    • pp.131-141
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    • 2007
  • Purpose: Try to compare dose distribution and lung dose of radiation treatment plan of the breast cancer that used Irregular Surface Compensator (ISC) and treatment plan that used a wedge filter. Materials and Methods: Established a treatment plan to be distributed over 95% of prescription dose (5,040 cGy) of the two tangent-half fields that used a wedge filter and ISC at a breast organization as made to breast cancer patient having an irregular surfaces after surgery. Compared high dose area and DVH, and verified a treatment plan as used film with rectangular phantom. Results: Maximum dose point in breast tissue appeared to 107.5% in case of tangent-half fields Tx plan that used a wedge filter, and lung volumes exposed above 20 Gy by 7.63%. In case of ISC, maximum dose point in breast tissue appeared to 106.4%, and lung volumes exposed above 20 Gy by 6.5%. The film measurement results that used phantom, 105$\sim$110% high dose region was distributed to the upper part and both edges of phantom. However in case of ISC, appeared by 100$\sim$105% dose conformity distribution. Conclusion: In general, the Irregular Surface Compensator (ISC) can improve the dose conformity of breast tissues, as well as reduced hot spots in the lung and in the breast. Such an advantage by using ISC technique is more beneficial for patients who have more irregular surfaces after surgery.

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Dose Calculation of Heterogeneous Lung Tissue on 6MV X-ray Therapy (6MV X-선에 의한 폐조직의 심부선량변화와 임상응용)

  • 이경자;장승희;추성실
    • Progress in Medical Physics
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    • v.9 no.4
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    • pp.247-257
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    • 1998
  • For effective radiotherapy, it should always be considered that calculation of different dose distribution in heterogenous tissue is important particularly on lung which has low density and large volume. To take precise dose distribution of 6MV X-ray in the thoracic cage, the authors had made a tissue equivalent phantom for thorax, measured dose distribution by thermoluminescent dosimeter and mm dosimeter, and derived methmetical equation coincided with provided theoretical formula. In comparision with isodose curve on case of homogeneous soft tissue, dose of heterogeneous lung tissue had been shown increase about 4% per cm depth on one and multiportal field, less than 15% difference on rotation field for esophagus, and around 20% difference on rotation field for lung according to the degree of rotation angle that must be corrected by dose compensation.

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Characterization of Radiation Field in the Steam Generator Water Chambers and Effective Doses to the Workers (증기발생기 수실의 방사선장 특성 및 작업자 유효선량의 평가)

  • Lee, Choon-Sik;Lee, Jai-Ki
    • Journal of Radiation Protection and Research
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    • v.24 no.4
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    • pp.215-223
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    • 1999
  • Characteristics of radiation field in the steam generator(S/G) water chamber of a PWR were investigated and the anticipated effective dose rates to the worker in the S/G chamber were evaluated by Monte Carlo simulation. The results of crud analysis in the S/G of the Kori nuclear power plant unit 1 were adopted for the source term. The MCNP4A code was used with the MIRD type anthropomorphic sex-specific mathematical phantoms for the calculation of effective doses. The radiation field intensity is dominated by downward rays, from the U-tube region, having approximate cosine distribution with respect to the polar angle. The effective dose rates to adults of nominal body size and of small body size(The phantom for a 15 year-old person was applied for this purpose) appeared to be 36.22 and 37.06 $mSvh^{-1}$) respectively, which implies that the body size effect is negligible. Meanwhile, the equivalent dose rates at three representative positions corresponding to head, chest and lower abdomen of the phantom, calculated using the estimated exposure rates, the energy spectrum and the conversion coefficients given in ICRU47, were 118, 71 and 57 $mSvh^{-1}$, respectively. This implies that the deep dose equivalent or the effective dose obtained from the personal dosimeter reading would be the over-estimate the effective dose by about two times. This justifies, with possible under- or over- response of the dosimeters to radiation of slant incidence, necessity of very careful planning and interpretation for the dosimetry of workers exposed to a non-regular radiation field of high intensity.

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