본 논문은 물 흡수선량 표준에 기반하여 근접치료 선원인 $^{192}Ir$을 교정하는 것에 대한 예비적 연구를 위한 것이다. 이온함을 사용하여 물흡수선량 표준에 기반하여 근접치료 선원을 교정하기 위해선, 빔 선질 교정인자인 $k_{Q,Q_0}$가 필요하다. 본 연구에선 일차 표준을 사용하여 지정된 거리에서의 흡수선량를 측정하는 데 있어서의 현실적인 어려움 때문에 몬테칼로 전산모사와 반실험적인 방법을 통하여 $k_{Q,Q_0}$를 결정하였다. 본 연구를 위해 PTW30013 이온함 5개를 선택하였다. 포괄적 $k^{gen}_{Q,Q_0}$ 값의 경우엔 이온함간 변화가 최대 4.0%에 이른 반면, 개별적 $k^{ind}_{Q,Q_0}$ 경우엔 이온함간 변화가 최대 0.5% 이내였다. 이 결과는 물 흡수선량에 기반하여 근접치료 선원인 $^{192}Ir$을 교정시에 이온함을 왜 개별적으로 교정해야 하는지, 개별적인 교정이 얼마나 중요한 지를 보여 준다. 가까운 장래에 공기커마 세기 대신에 사용자가 근접치료 선원을 고에너지 광자빔과 전자빔의 교정에서처럼 치료에서 관심있는 물리량인 물흡수선량의 관점에서 교정할 수 있기를 희망한다.
It was produced radiation dosimeter used photo-diodes for which ionization by x-ray was applied and evaluated the value of utility in clinics as compared with ion-chamber. The result obtained were as follows : 1. Comparison of ion-chamber with photo-diode dosimeter's x-ray output by the change of x-ray tube voltage, and the ratio of ion-chamber to diode was $0.96{\sim}1.02$ which was not affected by x-ray beam quality. 2. The ratio of ion-chamber to diode was 0.96 by change of tube current and 0.97 by change of exposure time that is not affected by x-ray quantity. 3. The ratio of ion-chamber to diode was $0.97{\sim}1.04$ by thickness and $0.93{\sim}1.10$ by radiation field that is little affected by second ray quantity. 4. Reproducibility of photo-diode dosimeter was 0.011(CV) and it is a good result. 5. Photo-diode dosimeter was affected by the surface angle of detector over 30 degrees. Produced dosimeter was small, light, and meets good result compared with ionization chamber. It was expected come into wide use in clinic.
Hyun Kim;Dong Hyeok Jeong;Sang Koo Kang;Manwoo Lee;Heuijin Lim;Sang Jin Lee;Kyoung Won Jang
Nuclear Engineering and Technology
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제55권9호
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pp.3417-3422
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2023
Recently, as the clinically positive biological effects of ultra-high dose rate (UHDR) radiation beams have been revealed, interest in flash radiation therapy has increased. Generally, FLASH preclinical experiments are performed using UHDR electron beams generated by linear accelerators. Real-time monitoring of UHDR beams is required to deliver the correct dose to a sample. However, it is difficult to use typical transmission-type ionization chambers for primary beam monitoring because there is no suitable electrometer capable of reading high pulsed currents, and collection efficiency is drastically reduced in pulsed radiation beams with ultra-high doses. In this study, a monitoring method using bremsstrahlung photons generated by irradiation devices and a water phantom was proposed. Charges collected in an ionization chamber located at the back of a water phantom were analyzed using the bremsstrahlung tail on electron depth dose curves obtained using radiochromic films. The dose conversion factor for converting a monitored charge into a delivered dose was determined analytically for the Advanced Markus® chamber and compared with experimentally determined values. It is anticipated that the method proposed in this study can be useful for monitoring sample doses in UHDR electron beam irradiation.
액체 전리함은 공동 전리함과 달리 감응매질이 물 등가물질로 이루어져 있어서, 감도가 매우 높아서 충분히 작게 만들 수 있기 때문에 기준 조사면 뿐만 아니라 소조사면의 선량 평가에 유용하다는 장점이 있지만, 이온 재결합 손실 계산에 있어 초기 재결합과 일반 재결합을 모두 고려해야 하므로, 사용상에 어려움이 따른다. 본 연구에서는 연속 빔인 코발트 60 빔에서 PTW사의 microLion 액체 전리함을 이용하여 Greening 이론식과 이선량률법 및 다른 실험을 이용하여 수집효율을 구하고, 비교하는 연구를 수행하였다. 이는 코발트 장비인 Theratron 780과 물팬톰을 이용하여 수행하였으며, 선량률에 따른 microLion 전리함의 전하량을 측정하기 위해 0.6 cc 공동 전리함을 같은 조건에서 동시에 측정하였다. 이때 선량률의 범위는 0.125~0.746 Gy/min이였으며, 각 선량률에서 +400, +600 및 +800 전압에 대하여 액체 전리함을 이용하여 전하량을 측정하였다. 측정된 데이터를 이용하여 세 가지 방법에 따라 계산된 수집효율은 대체로 1% 이내로 일치하였다. 특히 본 연구에서 실험을 통해 구한 수집효율은 가장 낮은 두 선량률을 제외하고는 0.3% 이내로 잘 일치함을 보였다. 이선량률법의 경우 Greening 이론식과 비교하여 대체로 1% 이내의 차이를 보였지만, 두 선량률의 차이가 적을 때 대략 4% 가까운 차이를 보임을 확인하였다. TRS-398 물흡수선량 프로토콜에서 권고하는 표면과 선원간의 거리가 80 cm이고, 깊이 5 cm에서 Greening 이론법과 이선량률법, 본 연구에서 실험을 통해 얻은 방법에 의한 이온 재결합 보정계수는 각각 1.0233, 1.0239, 1.0316으로, 이 조건에서 대략 3%의 이온 재결합에 의한 손실이 발생함을 확인하였다. 본 연구에서 실험을 통해 이온 재결합 손실을 계산하는 방법은 다른 두 선량률에서 액체 전리함의 보정된 전하량을 이용하여 손쉽게 결정할 수 있기 때문에 연속 빔에서 선량 평가 시에 매우 유용하게 사용될 수 있으리라 판단된다.
Two $^{192}$ Ir HDR brachytherapy sources were calibrated with a Farmer ionization chamber in air method and in a PMMA cylindrical phantom. The calibration air method used ionization chamber with buildup cap, and 8 variation distances for center-to-center of the source to chamber. In the optimum distance the measured activity, especially for the high activity source, deviation was 0.3% from the activity provided by manufacturer. Calibration with a PMMA cylindrical phantom was less sensitive, and suitable for quick check method with accuracy less than 10%.
Based on multiple measurements of ionization loss, the Time Projection Chamber (TPC) combines strong tracking ability with particle identification ability in a large momentum range, which is an important advantage of TPC detection technology over traditional ionization measurement technology. According to these two characteristics of TPC, applying it to the measurement of fission cross-section can greatly improve the measurement accuracy. During the measurement of the fission cross-section, the number of target nuclei is required to be accurately measured. So this paper introduces a method for measuring the number of 235U target nuclei using a fission TPC system. The measurement result agrees with the reference value, and relative error is around 1 %.
A new method of knock detection in SI engines, using a change of ion concentration in the combustion chamber, was developed. In order to measure in-cylinder ionization current, ionization probes were installed at spark plug and cylinder head of production engine. It was found that the electric current generated by ionized gas in core burned gas region of knocking cycle is between 2 and 10 times larger than that of normal cycle, because the burned gas temperature which is the dominant parameter of a change of ion concentration increases. However, a change of ionization current in boundary region of burned gas is relatively weak. Hence a change of ion concentration in core burned gas region can be used for knock detection.
조사선량율 5mR/h 이상에서 동작하는 원통형 전리함을 설계ㆍ제작하고 상용의 전류계를 이용하여 전하수집 특성을 조사하였다. 전리함은 전체 길이 15.5cm, 직경 5.22cm인 원통형이고 활성체적은 190.4㎤이다. 전리함의 전극은 벽면, 중심축 및 보호전극으로 구성하고, 이들을 동심축상에 배치하여 바탕전류가 8.39$\times$$10^{-14}$$\pm$1.5$\times$$10^{-15}$ A이 되게 하였다. 전리함에 인가된 전입이 400V일 때 Cs$^{137}$에 대하여 99.7%의 수집효율을 보였으며, 상용의 선량계와 비교한 결과 교정정수 4.531$\times$19$^{7}$ R/C를 구하였다. 에너지 응답특성은 Cs$^{137}$ 을 1로 하였을 때 Am$^{241}$과 Co$^{60}$ 는 각각 1.30, 1.05로 나타났다. 방사선이 전리함의 측면으로 입사할 경우 입사방향에 따른 응답특성의 차이는 무시할 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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