• 한국환경농학회지
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• 제25권2호
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• pp.109-117
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• 2006

Photoinhibition and photoprotection of PSII in the leaves of hot pepper (Capsicum annuum L.) grown in Hoagland solution and Tap water were compared. Though changes in the rates of $O_2$ evolution as a function of photon fluence rate (PFR) were comparable, the rates of respiration in the dark was 3 times higher in the Hoagland solution grown leaves than in the Tap-water grown ones. Compared to Hoagland solution grown plane, PSIIs of Tap water grown pepper leaves were more susceptible to photoinhibitory light treatment. In order to inactivate functional PSII to the same extents, Hoagland solution grown plants required almost 2-fold high light $(1600{\mu}molm^{-2}s^-)$ treatment than those of Tap water $(900{\mu}molm^{-2}s^-)$. Interestingly, the remaining fraction of PSII in Hoagland grown pepper was able to survive under prolonged illumination in the presence of lincomycin, which probably means that the growth condition of plant seemed to have an effect on the recovery of PSII from light stress. When PSII was severly photoinactivated at a chilling temperature, recovery was observed only if the residual functional PSII were not inhibited with DCMU, Nigericin and MV during recovery. In conclusion, PSIIs grown in the Hoagland solution was more resistant to excess light than in the Tap water grown one and the recovery of PSII from photodamage was more efficient in Hoagland grown pepper leaves than Tap water grown one, which means that the increased dark respiration may play a important role in the protection of PSII from photoinhibition by helping repair photosynthetic proteins (in particular, the D1 protein of PSII) degraded by photoinhibition.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제48권2호
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• pp.525-532
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• 2016

High-energy linear accelerators are increasingly used in the medical field. However, the unwanted photo-neutrons can also be contributed to the dose delivered to the patients during their treatments. In this study, neutron fluxes were measured in a solid water phantom placed at the isocenter 1-m distance from the head of an18-MV linac using the foil activation method. The produced activities were measured with a calibrated well-type Ge detector. From the measured fluxes, the total neutron fluence was found to be $(1.17{\pm}0.06){\times}10^7n/cm^2$ per Gy at the phantom surface in a $20{\times}20cm^2$ X-ray field size. The maximum photo-neutron dose was measured to be $0.67{\pm}0.04$ mSv/Gy at $d_{max}=5cm$ depth in the phantom at isocenter. The present results are compared with those obtained for different field sizes of $10{\times}10cm^2$, $15{\times}15cm^2$, and $20{\times}20cm^2$ from 10-, 15-, and 18-MV linacs. Additionally, ambient neutron dose equivalents were determined at different locations in the room and they were found to be negligibly low. The results indicate that the photo-neutron dose at the patient position is not a negligible fraction of the therapeutic photon dose. Thus, there is a need for reduction of the contaminated neutron dose by taking some additional measures, for instance, neutron absorbing-protective materials might be used as aprons during the treatment.

• 한국방사선학회논문지
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• 제15권2호
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• pp.181-189
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• 2021

본 연구는 방사선치료 시 사용하는 고정용구 인 열가소성 플라스틱 마스크를 3D 프린트로 제작하기 위한 선행 연구로써 열가소성 플라스틱을 대체할 수 있는 필라멘트 재질을 분석하고자 진행하였다. 시중에 상용화되어 있는 필라멘트 재질 중 열가소성 플라스틱 마스크와 특성이 유사한 재질을 선택하여 방사선량을 비교 분석하였다. 실험은 몬테칼로 시뮬레이션을 이용하였으며, 마스크가 두부를 고정한 형태를 ICRU구를 대상으로 모사하고 열가소성 플라스틱 재질과 필라멘트 재질을 적용하여 피부 Hp(0.07), 수정체 Hp(3), 전신 Hp(10) 지점에서 광자 플루언스를 계산하였다. 그 결과 열가소성 플라스틱 재질을 기준으로 상대적인 선량을 보면 차이가 4% 이내로 근사한 값을 나타내었으며, 가장 유사한 선량을 보인 재질은 PA-nylon으로 나타났다. 적절한 필라멘트 재질 선택에 있어서 경제성, 방사선 영향 등 다양한 조건을 종합적으로 고려하여 선택해야 할 것이며, 본 연구 결과를 기초적인 자료로써 활용할 수 있을 것으로 생각된다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제19권1호
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• pp.66-73
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• 2001

목적 : 붕소-중성자 포획치료법(Boron Neutron Capture Therapy, BNCT)을 위해 원자력병원 싸이클로트론에서 발생되는 최대에너지 34.4 MeV의 속중성자(Fast neutron)를 70 cm 파라핀으로 감속시킨 후 선량 특성을 조사하였다. 그 결과를 토대로 열외중성자(Epithermal neutron) 선량 측정법에 대한 프로토콜을 확립하여 원자로에서 방출되는 열외 중성자 선량 특성 평가의 기초를 삼고, 가속기를 이용한 BNCT 연구에 대한 타당성 여부를 조사하고자 한다. 대상 및 방법 : 공기 중 선량 및 물질 내 선량 분포 측정을 위해 Unidos 10005 (PTW, Germany) 전기계와 조직 등가 물질인 A-150 플라스틱으로 제작된 IC-17 (Far West, USA) 및 IC-18, ElC-1 이온함을 사용하였고, 감마선의 측정을 위해서는 마그네슘으로 제작된 IC-l7M 이온함을 이용하였으며 조직등가 기체와 아르곤 기체를 분당 5cc 씩 주입하며 측정하였다. 중성자, 광자, 전자가 혼합된 장의 모의 수송 해석을 위해 이용되는 Monte Carlo N-Particle (MCNP) transport code를 사용하여 2차원적 선량 분포 및 에너지 분포를 계산하였으며 이 결과를 측정값과 비교하였다. 결과 : BNCT에서의 유효 치료 깊이인 물 팬텀 4 cm에서의 선량은 치료기 1 MU 당 $6.47\times10^{-3}\;cGy$로 미세하였으며, 이때 감마 오염도(contamination)는 $65.2{\pm}0.9\%$로 중성자보다는 감마선에 의한 선량 기여분이 우세하였다. 깊이에 따른 선량 분포 특성에서는 중성자 선량은 선형적으로 감쇠 되었고, 감마선량은 지수적으로 보다 급격히 감쇠되는 경향을 보였으며 전체 선량의 $D_{20}/D_{10}$은 0.718 이었다. MCNP에 의한 에너지 분포 전산 계산의 결과 2.87 MeV 이하에서 중성자 피크가 나타났으며, 저에너지 영역에서는 감마선이 연속적으로 분포되는 양상을 보였다. 결론 : 벽 물질이 서로 다른 두 개의 이온함을 사용한 직접 선량 측정과 MCNP 전산 시뮬레이션을 이용한 공간 선량분포 계산으로 미세 속중성자 빔에 대한 선량 특성을 파악할 수 있었으며, 원자로 열외중성자 주(Epithermal neutron column)에 대한 선량 평가 자료로 확보하였다. 아울러 가속기에 대한 연구가 진행되어 고전압, 고전류를 발생시키는 전원 공급장치와 표적핵(Target) 물질이 개발되고 비스무스나 납 등에 의해 감마 오염도를 줄일 경우, 싸이크로트론에 의한 보론-중성자 포획치료도 가능해질 것으로 판단된다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제12권7호
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• pp.909-917
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• 2018

3D 프린팅 기술은 4차산업 혁명 중 제조업의 혁신적인 기술로서 전망되고 있으며, 현재 바이오 의료 분야를 포함한 다양한 분야에서 활용되고 있다. 본 연구에서는 이러한 3D 프린팅 기술을 이용한 제작 원료에 대한 방사선 차폐능을 평가하고자 몬테카를로 전산모사를 통해 프린팅 원료에 대한 검증을 수행하였다. 현재 범용으로 사용되는 FDM 방식의 3D 프린터에서 이용 가능한 원료들을 대상으로 하였으며, ICRU phan tom과 차폐체를 모의 모사한 후 방사선의 종류 및 에너지에 따른 입자 플루언스 평가를 통해 차폐 효과에 대해 분석하였다. 그 결과, 광자선의 경우 에너지 증가에 따라 차폐 효과는 점차 감소되는 경향을 보였고, 원료별 차폐 효과는 TPU, PLA, PVA, Nylon, ABS 순서로 점차적으로 낮아지는 결과를 나타냈다. 중성자선의 경우, 5~10 mm의 낮은 두께에서 반대로 선속이 증가되는 현상을 보였으나, 일정 두께 이상에서는 유효한 차폐 효과를 나타내었으며, 프린팅 원료별 차폐 효과는 Nylon, PVA, ABS, PLA, TPU 순서로 점차 낮아지는 결과를 보였다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제25권1호
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• pp.15-22
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• 2014

종양부위의 입체적이고 선택적인 치료가 가능해 임상표적부피(clinical target vlume, CTV)에 높은 선량으로 집중조사하고 부작용을 현저히 줄이는 세기조절방사선치료는 치료예후를 향상시키고 있다. 방사선세기조절 치료는 MLC의 개방면적과 개방시간으로 조사면내 플루언스를 조정하므로 소형조사면의 선량이 누적되어 원하는 선량이 조사하게 된다. 따라서 소형조사면과 계층형 조사면의 출력선량계수의 정확성은 곧 Portal MU 결정에 정확성을 더할 수 있고, 종양에 조사되는 선량의 정확성을 향상할 수 있으므로, 이 연구는 Clinac Ex (Varian) $3{\times}3cm^2$에서 $0.5{\times}0.5cm^2$까지 조사면을 선정하였고 방사선은 6 MVX선의 소형조사면의 출력선량계수를 평가하였다. 조사면은 다엽제한기를 $40{\times}40cm^2$로 개방하고 Collimator jaw를 이용한 것과 Collimator를 $10{\times}10cm^2$로 고정하고 다엽제한기에 의한 조사면으로 구분하여 출력선량계수가 결정되었다. 검출기는 유효체적이 $0.01cm^3$이고 내경 2 mm인 CC01 (Scanditronix-Wellope)이온전리함과 SFD 다이오드 검출기(0.6 mmØ, $500{\mu}m$ 두께, Scanditronix-Wellope)와 다이아몬드 검출기(T60003, PTW)와 X-Omat film을 사용하였다. 결과는 다엽제한기 조사면의 출력선량계수는 $3{\times}3cm^2$에서 $0.899{\pm}0.0106$, $2{\times}2cm^2$에서 $0.855{\pm}0.0106$, $1{\times}1cm^2$에서 $0.764{\pm}0.0082$, $0.5{\times}0.5cm^2$에서 $0.602{\pm}0.0399$를 얻었다. Jaw를 $10{\times}10cm^2$로 고정하고 다엽제한기의 조사면의 출력계수는 MLC를 $40{\times}40cm^2$에 jaw에 의한 소형조사면의 것보다 최대 3.8% 높게 나타남을 확인하였다. 따라서 세기조절방사선치료 TPS에는 collimator jaw 보다 다엽제한기 조사면 크기의 출력선량계수가 설정되는 것이 중요함을 의미한다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제19권1호
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• pp.80-88
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• 2008

최근의 방사선 치료선량 계획시스템은 대체로 커널빔을 컨볼루션하여 조직선량을 구하고 있다. 본 연구에서는 광자선 빔에 따른 심부선량과 임의의 깊이에서 프로파일 선량을 구하기 위하여 반복적 수치해석을 통해 투과 필터에 의한 감쇠선량으로부터 에너지 스펙트럼을 구성하였다. 실험은 15 MV X선(Oncor, Siemens사)과 이온선량계 0.125 cc (PTW T31010)을 이용하여 납필터를 투과한 선량을 측정하여 이루어졌다. 15 MV X선의 에너지스펙트럼은 0.25 MeV 간격으로 납필터 0.51 cm에서 8.04 cm의 감쇠선량으로 실측치와 비교하여 구하였다. 실험 연산에서 15 MV X선의 최대유량은 3.75 MeV에서 나타났으며, 평균에너지는 4.639 MeV를 보였으며, 투과선량은 평균 0.6%의 오차인 반면에 최대오차는 납두께 5 cm에서 2.5%를 보였다. 조직선량은 에너지에 크게 의존하므로, 평탄형 필터의 중심과 Tangent 0.075와 0.125인 가장자리의 에너지를 구하였으며, 각각 4.211 MeV와 3.906 MeV로 나타났다. 심부선량과 프로파일 선량은 상업화로 공급되고 있는 선량계획시스템에 중심 선속과 가장자리의 각 에너지스펙트럼을 적용하여 구하여 실측선량률과 비교하였다. 생성된 심부선량 곡선은 조사면 $6{\times}6cm^2$에서 $30{\times}30cm^2$까지 실측치와 비교한 결과 1% 이내의 거의 일치하는 값을 얻었으며, 프로파일 곡선은 $10{\times}10cm^2$에서 1% 이내의 오차를 보였으나, $30{\times}30cm^2$와 같이 큰 조사면의 얕은 깊이에서는 2%의 오차를 보였다. 따라서 투과선량을 연산으로 구한 에너지 스펙트럼이 조직선량을 평가하는 데 상당히 적은 오차범위 내에서 정량적이고 정성적으로 얻을 수 있음을 알 수 있다.