• 한국임상수의학회지
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• 제41권3호
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• pp.157-164
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• 2024

The standard radiation protection method in the angiography suite involves the use of a thyroid shield, a lead apron, and lead glasses. However, exposure to substantial amounts of ionizing radiation can cause cataracts, tumors, and skin erythema. A newly developed curtain-type radiation protection device consists of a curtain drape composed of a five-layer bismuth and lead acrylic head-shielding plate, with both bearing an equivalent 0.25 mm lead thickness. In this study, a quality assurance phantom was used as the patient to create radiation scatter from the radiographic source, and an anthropomorphic mannequin phantom was used as the interventionalist to measure the radiation dose at seven different anatomical locations. Thermoluminescent dosimeters were used to measure the radiation dose. The experimental groups consisted of all-sided or one-sided curtain set-ups, the presence or absence of a conventional shielding system, and the orientation of beam irradiation. Consequently, the curtain-type radiation protection device exhibited better radiation protection range and capabilities than conventional radiation protection systems, especially in safeguarding the forehead, eyes, arms, and feet, with minimal radiation exposure. Moreover, the mean shielding ratios of the conventional shielding system and curtain-type radiation protection device were measured at 51.94% and 93.86%, respectively. Additionally, no significant decrease in the radiation protection range or capability was observed, even with changes in the beam orientation or one-sided protection. Compared with a conventional shielding system, the curtain-type radiation protection device decreased radiation exposure doses and improved comfort. Therefore, it is a potential new radiation protection device for veterinary interventional procedures.

• 대한방사선치료학회지
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• 제26권2호
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• pp.265-272
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• 2014

목 적 : 전뇌 방사선 치료 시 산란선으로 인하여 영향을 받는 갑상선의 피폭선량을 감소시키기 위해 차폐체를 사용하여 갑상선의 차폐 효과를 평가하고자 한다. 대상 및 방법 : 갑상선의 피폭선량을 측정하기 위해 선형가속기(Clinac iX. VARIAN, USA)를 이용하여 6 MV X선, 300 cGy를 인체모형팬텀에 대향 2문 조사하였다. 갑상선의 입사표면선량을 측정하기 위해 인체모형팬텀의 10번째 슬라이스 표면에 유리선량계 다섯 개를 1.5 cm 간격으로 위치시킨 후 차폐체 미사용, bismuth 차폐체 사용, 0.5 mmPb 차폐체 사용, 자체 제작한 1.0 mmPb 차폐체를 사용하여 각각 5회씩 측정하여 평균값을 산출하였다. 또한, 같은 위치에서 갑상선 심부선량을 측정하기 위해서 인체모형팬텀의 10번째 슬라이스 2.5 cm 깊이에서 유리선량계 다섯 개를 1.5 cm 간격으로 위치시킨 후 차폐체 미사용, bismuth 차폐체 사용, 0.5 mmPb 차폐체 사용, 자체 제작한 1.0 mmPb 차폐체를 사용하여 각각 5회씩 측정하여 평균값을 산출하였다. 결 과 : 갑상선의 입사표면선량은 차폐체 미사용 시 44.89 mGy로 측정되었고, bismuth 차폐체는 36.03 mGy, 0.5 mmPb 차폐체는 31.03 mGy, 자체 제작한 1.0 mmPb 차폐체는 23.21 mGy로 측정되었다. 또한, 갑상선의 심부선량은 차폐체 미사용 시 36.10 mGy로 측정되었고, bismuth 차폐체는 34.52 mGy, 0.5 mmPb 차폐체는 32.28 mGy, 자체 제작한 1.0 mmPb 차폐체는 25.50 mGy로 측정되었다. 결 론 : 전뇌 방사선 치료 시 방사선 조사면 밖의 영역에서 발생하는 이차 산란 및 누출 선량에 의해 영향을 받는 갑상선에 대하여 차폐체를 사용했을 때 갑상선 심부는 약 11~30%, 갑상선 표면은 약 20~48% 정도의 피폭선량 감소 효과가 나타났다. 따라서 전뇌 방사선 치료 시 갑상선 차폐체를 사용함으로써 갑상선을 효과적으로 보호하며 치료를 시행할 수 있을 것으로 사료된다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제54권3호
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• pp.1062-1070
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• 2022

In the present communication, pure and stable α-Bismuth Oxide (Bi₂O₃) nanoparticles (NPs) were synthesized by low temperature solution combustion method using urea as a fuel and calcined at 500℃. The synthesized sample was characterized by using powder X-ray Diffraction (PXRD), Scanning Electron Microscopy (SEM), Energy dispersive X-ray analysis (EDAX), Transmission Electron Microscopy (TEM), Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) and UV-Visible absorption spectroscopy. The PXRD pattern confirms the formation of mono-clinic, stable and low temperature phase α-Bi₂O₃. The direct optical energy band gap was estimated by using Wood and Tauc's relation which was found to be 2.81 eV. The characterized sample was studied for X-ray/gamma ray shielding properties in the energy range 0.081-1.332 MeV using NaI (Tl) detector and multi channel analyzer (MCA). The measured shielding parameters agrees well with the theory, whereas, slight deviation up to 20% is observed below 356 keV. This deviation is mainly due to the influence of atomic size of the target medium. Furthermore an accurate theory is necessary to explain the interaction of X-ray/gamma ray with the NPs.The present work opens new window to use this facile, economical, efficient, low temperature method to synthesize nanomaterials for X-ray/gamma ray shielding purpose.

• 한국방사선학회논문지
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• 제10권8호
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• pp.559-563
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• 2016

최근 납의 대체물질로서 연구되고 있는 바륨(Ba)과 요오도(I) 등은 차폐능은 우수하지만, 30 keV 근처의 에너지 영역에서 특성 X선이 방출되는 문제점이 있다. 본 연구에서는 황산바륨($BaSO_4$)과 산화비스무스(BiO)로 구성된 친환경 이중차폐체의 적용가능성을 검증하기 위한 선행연구로 몬테카를로 시뮬레이션을 통해 투과스펙트럼, 차폐율 등을 평가하였다. 평가결과, 0.6mm 두께의 Pb 단일층과 비교하여 0.1 mm 두께의 $BaSO_4$ 하부층에 BiO 층의 두께가 0.4 mm 와 0.5 mm에서는 각각 차폐율이 1.9 %, 3.9 % 높은 성능을 보였다. 뿐만 아니라, 상대적인 중량 또한 각각 34.5 %, 28 % 경량화가 가능하다는 것을 알 수 있었다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제14권2호
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• pp.149-155
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• 2020

방사선 방호복의 대부분은 가공성과 경제성이 매우 우수하고 높은 원자번호를 갖고 있어 방사선 차폐가 우수한 납으로 제작된다. 하지만 납은 유해 중금속으로 분류되어 납중독 등의 위험이 있으며, 착용 시 중량감 및 불편함 등이 크므로 최근에는 납이 아닌 다양한 물질로 차폐 시트에 대한 연구가 이루어지고 있다. 본 연구에서는 인체에 무해한 BaSO₄와 Bi₂O₃두 화합물과 실리콘 재질의 바인더를 혼합하여 기존과 동등한 방사선 차폐능력을 유지하면서도 물리적 특성이 개선된 다층 구조의 차폐 시트에 대한 연구를 수행하였다. 연구 결과 기존의 차폐 시트와 비교하여 본 연구에서 제작된 다층 구조의 방사선 차폐 시트는 동일한 두께를 기준으로 약 9.8 % 우수한 특성을 보였으며 물리적 특성 중 인장 강도는 BaSO₄/nylon/Bi₂O₃ 차폐 시트에서 12.27 N/㎟로 가장 우수한 것으로 분석되었다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제11권7호
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• pp.547-553
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• 2017

현재 의료분야에서는 방사선 차폐체로서 납(Pb)이 널리 쓰이고 있다. 하지만 납은 무게가 매우 무거워 납치마 등의 방호복은 장시간 착용이 어려우며, 인체에 치명적인 납 중독의 위험이 상시 가지고 있다는 문제점을 가지고 있다. 이러한 문제점을 해결하고자 납을 대체 할 수 있는 물질에 대한 많은 연구가 진행되고 있다. 현재 납의 대체물질로써 대표적인 바륨(Ba)과 요오드(I) 등은 우수한 차폐능을 가지고 있지만, 30keV 근처의 에너지 영역에서 특성 X선을 방출하는 특성을 가지고 있다. 환자나 방사선 종사자의 경우 차폐체를 인체에 접촉하고 있는 경우가 많으므로 차폐체에서 발생되는 특성 X선이 인체에 직접 조사되어 방사선 피폭을 증가시킬 위험이 매우 높다. 본 연구에서는 바륨(Ba)과 요오드(I)등에서 발생되는 특성 X선을 제거하기에 적절한 이중구조 차폐체를 방사선 수송코드 중 하나인 FLUKA 수송코드를 개발하여 선행연구로서 진행된 MCNPX 시뮬레이션과 비교 분석하여 이중구조 차폐체의 차폐율에 대한 신뢰성을 검증하고자 하였다. MCNPX와 FLUKA를 이용하여 황산바륨($BaSO_4$)과 산화비스무스($Bi_2O_3$)로 이루어진 다양한 두께조합의 이중구조 차폐체를 설계하였으며, IEC61331-1에 제시된 모식도를 기하학적으로 동일하게 시뮬레이션 상에 구현하였다. 또한, 120 kVp의 연속 X선 스펙트럼에 대한 차폐체의 투과스펙트럼과 흡수선량을 납과 비교 평가하였다. 평가결과, $0.3mm-BaSO_4/0.3mm-Bi_2O_3$ 와 $0.1mm-BaSO_4/0.5mm-Bi_2O_3$ 구조에서는 33 keV와 37 keV의 특성 X선을 모두 흡수하였으며, 90 keV 이상의 고에너지 X선에 대해서도 납과 거의 유사한 차폐효율을 보였다. 또한, FLUKA의 수송코드는 33 keV 이하에서는 cut-off 가 발생하여 저에너지 X선 광자에 대한 전산모사에 제약이 있지만, 40 keV 이상의 고에너지 영역에서 MCNPX와의 상대오차가 6 % 이내로 신뢰성이 매우 우수하다는 것을 확인할 수 있었다.

• 핵의학기술
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• 제17권1호
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• pp.36-42
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• 2013

최근 PET/CT는 CT의 발전과 함께, 피폭선량의 저감화를 위한 다양한 연구가 진행되고 있다. 이러한 연구 중 비스무스(bismuth) 차폐체에 관한 연구가 활발하게 진행 중이지만 현재 PET/CT 검사에서의 적용은 활성화 되지 않았다. 그러므로 본 연구를 통하여 PET/CT 검사에서의 비스무스 차폐체의 적용에 따라 영상의 질과, 표준화섭취계수(SUV)에 미치는 영향을 확인하는데 목적을 두었다. 유방차폐의 적용을 위해 0.06 mmPb 성분을 포함하고 있는 비스무스 차폐체 (AttenuRad__F&L Medical Product Co, USA)를 사용하여 PET/CT 장비 GEMINI TF 64 (Philips Healthcare, Cleveland, USA)에 적용하였다. 실험은 NEMA IEC Body Phantom을 사용하여 비스무스 차폐체 적용 유무에 따른 영상을 획득하였다. 또한 적용 시에는 0cm, 1cm, 2cm의 간격 변화를 주어 영상을 획득하였고, 각각의 영상을 EBW (Extended Brilliance Workstation)NM ver.1.0을 이용 팬텀의 Depth에 다른 관심영역을 설정하고 표준섭취계수를 각각 10회씩 측정, 분석하였다. 또한 SPSS ver.18을 통해 통계 분석하였다. PET의 방출(Emission)영상 획득 시 비스무스 차폐체의 사용에 따라 표준섭취계수가 증가한 것을 확인하였으며 (P<0.005), 깊이에 따른 차이는 팬텀의 심부에서 표면으로 갈수록 표준섭취계수가 증가하였다(P<0.005). 또한 차폐체 사용 시 간격이 줄어들수록 표준섭취계수가 증가하는 것을 확인하였다(P<0.005). 본 연구를 통해 피폭저감을 목적으로 사용하는 비스무스차폐체의 PET/CT에서의 검사에 적용을 고려할 수 있다. 차폐체 적용에 따른 표준섭취계수의 차이가 존재하며 그 차이는 차폐체와 표면의 간격이 넓을수록 줄어든다. 그러므로 차폐체의 충분한 간격 설정이 고려되어야 할 것이며, 영상의 질과 표준섭취계수 편차의 감소를 고려한다면, 질환에 따라 표재성 질환보다는 심부나 타 장기의 적용이 우선시 되어야 할 것이다. 또한 비스무스차폐체 사용에 따른 표준섭취계수를 감안한 임상 검사 적용 시, 불필요한 피폭 감소 효과를 기대할 수 있을 것으로 사료된다.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제4권1호
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• pp.14-20
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• 1979

고(高)에너지 방사선(放射線) 치료(治療)에 있어서 정상조직(正常組織)의 완전차폐(完全遮蔽)를 위하여 $5{\sim}8cm$ 납두께의 부정형(不定形) 차폐(遮蔽)벽돌을 제작(製作)해야하는 난점(難點)이 있었다. 저자(著者)들은 납 30.0%, 주석 11.5% 비스므스 48.5%, 카드미늄 10.0%를 사중(四重) 공정결합(共晶結合)시켜 밀도(密度)가 $9.8g/cm^3$ 용융온도(熔融溫度)가 $68^{\circ}C$인 저용융(低熔融) 차폐물질(遮蔽物質)을 개발(開發)하여 이를 Lead Y라고 명명(名命)하였다. 제작(製作)된 Lead Y Block을 $68^{\circ}C$에서 용융(熔融)시켜 보호(保護)해야할 중요(重要)한 장기(臟器)의 형태(形態)대로 제작(製作)된 styrofoam 음형(陰形)에 부어서 차폐효과(遮蔽效果)가 큰 차폐(遮蔽)벽돌을 쉽고 안전(安全)하게 제작(製作)할 수 있었고 납보다 더 단단하고 재현성(再現性)이 크며 저렴(低廉)한 가격(價格)으로 구입(購入)이 가능(可能)하므로 방사선(放射線) 치료효과(治療效果)에 큰 도움을 줄 수 있었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제14권4호
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• pp.1871-1876
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• 2013

본 연구에서는 평균 입자의 크기가 $1{\sim}500{\mu}m$인 산화비스무스($Bi_2O_3$)와 평균 입자의 크기가 5 ~ 50 nm인 나노 황산바륨($BaSO_4$)을 사용하여 선량저감섬유(DRF; dose reduction fiber, (주)버팔로)를 개발하였다. 개발된 섬유를 시트 형태로 제작한 후 CT 검사시 발생한 산란선에 대한 차폐 특성을 조사하였다. 특성평가는 전리조와 인체 펜텀을 이용한 팬텀실험과 유리선량계를 이용한 임상실험을 병행하여 진행하였다. 임상실험에서는 3개 종합병원 60명의 환자에 대한 흉부 및 두부 CT 검사시 선량저감섬유를 사용하였을 때와 사용하지 않았을 때 안구, 흉부, 복부 및 생식선의 피부 및 심부 선량을 비교하여 차폐효과를 평가하였다. 본 연구를 통하여 개발된 선량저감섬유는 산란선에 의한 두부 및 흉부에 불필요한 피폭선량을 20~50% 정도 저감할 수 있는 것으로 확인되었으며, CT 검사시 본 섬유를 활용한다면 환자 피폭선량을 포함한 국민 총피폭선량 경감에 기여할 수 있을 것이다.