• 한국방사선학회논문지
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• 제17권5호
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• pp.641-649
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• 2023

본 연구에서는 3D 프린팅 기술을 활용하여 제작한 차폐체의 성능을 비교 분석하여, 고에너지 전자선 치료 시 차폐체로서의 적용 가능성에 대해 알아보고자 한다. 고에너지 전자선에 대한 3D 프린팅 재료의 차폐성능 평가를 위해 실측과 몬테카를로 기반의 모의실험을 수행하였다. 첫 번째, 모의실험에 대한 신뢰성 확보를 위해 IAEA의 TRS-398 권고를 참조하여 선원항 평가를 수행하였다. 두 번째, PLA+W (93%) 재료에 대한 차폐 성능 분석을 위해 3D 프린터를 이용하여 시편을 제작하였고, 전자선 에너지에 따른 두께별 차폐율을 평가하였다. 세 번째, PLA+W (93%)와 기존 차폐체 간 차폐 성능 비교 분석을 통해 전자선 치료 시 필요한 차폐 두께를 산정하였다. 연구 결과, 첫 번째, 실측과 모의실험을 통한 선원항 평가 결과, 1% 이내의 오차로 TRS-398 권고를 만족하여 모의실험에 대한 신뢰성을 확보하였다. 두 번째, PLA+W (93%)에 대한 차폐 성능 분석 결과, 6 MeV 전자선은 3.12 mm에서 95% 이상의 차폐율을 나타냈고, 15 MeV 전자선은 10 mm 두께에서 90% 이상의 차폐율을 나타내었다. 세 번째, 모의실험을 통해 PLA+W (93%) 재료와 기존 차폐체 간 비교 분석을 통해 동일 두께 내에서 텅스텐, 납, 구리, PLA+W (93%), 알루미늄 순서로 차폐율이 높은 결과를 나타내었으며, 6 MeV 전자선은 5 mm 이상, 15 MeV 전자선은 10 mm 이상 두께에서 거의 유사한 차폐율을 나타내었다. 향후 본 연구를 통해 고에너지 전자선 치료 시 PLA+W (93%) 재료를 이용한 환자의 맞춤형 차폐체 제작을 위한 기초자료로서 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 전기학회논문지
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• 제65권4호
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• pp.684-688
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• 2016

The magnetic resonance method requires high quality factor(Q-factor) of resonators. Superconductor coils were used in this study to increase the Q-factor of wireless power transfer(WPT) systems in the magnetic resonance method. The results showed better transfer efficiency compared to copper coils. However, as superconducting coils should be cooled below critical temperatures, they require cooling containers. In this viewpoint, shielding materials for the cooling containers were applied for the analysis of the WPT characteristics. The shielding materials were applied at both ends of the transmitter and receiver coils. Iron, aluminum, and plastic were used for shielding. The electric field distribution and S-parameters (S11, S21) of superconducting coils were compared and analyzed according to the shield materials. As a result, plastic shielding showed better transfer efficiency, while iron and aluminum had less efficiency. Also, the maximum magnetic field distribution of the coils according to the shielding materials was analyzed. It was found that plastic shielding had 5 times bigger power transfer rate than iron or aluminum. It is suggested that the reliability of superconducting WPT systems can be secured if plastic is used for the cooling containers of superconducting resonance coils.

• 대한조선학회논문집
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• 제48권1호
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• pp.76-83
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• 2011

FCAW(Flux Cored Arc Welding) is a widely used welding method in shipbuilding. It also conducts WPS(Welding Procedure Specification) requested by the classification variations of the factors which affect the quality on the welded area such as thickness of base metal, type of welding wire and shielding gas etc. which has to be satisfied. CO2 is commonly used as a shielding gas for FCAW due to the economic point of view. The amount of shielding gas is stated when classification certify WPS. However, the shielding gas is unnecessarily used at the shipyard leaning only on the welder's experience as there are classification standards for using the shielding gas. It causes production cost to rise. Also recently, CO2 is a main contributor for global warming, and large amounts of CO2 are discharged into the atmosphere during shipbuilding processes without any filtration. Therefore it was confirmed by the security of the welded area as a result of conducting the destructive and non-destructive tests with setting up the factors and the standards by using the Taguchi method. Then the FCAW shielding gas's amounts were calculated precisely when assembling a ship. It will be applied to cost reduction and prevention of environmental pollution at the shipyard.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제48권4호
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• pp.184-196
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• 2023

Background: Radiation protection is crucial in various fields due to the harmful effects of radiation. Shielding is used to reduce radiation exposure, but gamma radiation poses challenges due to its high energy and penetration capabilities. Materials and Methods: This work investigates the radiation shielding properties of polyvinylidene fluoride (PVDF) samples containing different weight fraction of tungsten carbide (WC), tungsten trioxide (WO₃), and tungsten disulfide (WS₂). Parameters such as the mass attenuation coefficient (MAC), half-value layer (HVL), mean free path (MFP), effective atomic number (Z_eff), and macroscopic effective removal cross-section for fast neutrons (Σ_R) were calculated using the Phy-X/PSD software. EpiXS simulations were conducted for MAC validation. Results and Discussion: Increasing the weight fraction of the additives resulted in higher MAC values, indicating improved radiation shielding. PVDF-xWC showed the highest percentage increase in MAC values. MFP results indicated that PVDF-0.20WC has the lowest values, suggesting superior shielding properties compared to PVDF-0.20WO₃ and PVDF-0.20WS₂. PVDF-0.20WC also exhibited the highest Z_eff values, while PVDF-0.20WS₂ showed a slightly higher increase in Z_eff at energies of 0.662 and 1.333 MeV. PVDF-0.20WC has demonstrated the highest Σ_R value, indicating effective shielding against fast neutrons, while PVDF-0.20WS₂ had the lowest Σ_R value. The Monte Carlo N-Particle Transport version 5 (MCNP5) simulations showed that PVDF-xWC attenuates gamma radiation more than pure PVDF, significantly decreasing the dose equivalent rate. Conclusion: Overall, this research provides insights into the radiation shielding properties of PVDF mixtures, with PVDF-xWC showing the most promising results.

• 한국융합학회논문지
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• 제10권12호
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• pp.129-134
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• 2019

의료기관에서 많이 사용되는 방사선 차폐 재료인 납을 대처할 수 있는 플라스틱 제품으로 PVC를 선택하였다. 방사선 차폐 의복 이외에 저선량 영역에서 의료기기 부품, 산업용 차폐 재료로 사용이 가능한지 평가하고자 한다. 상업용 PVC는 밀도가 3.68 g/㎠ 으로 재료의 유연성과 경제성 등 일정 방사선 영역에서는 충분한 차폐 효과를 긍정적으로 기대할 수 있으며, 다양한 형태로 변형이 가능하고, 경량의 차폐벽으로 사용할 수 있다. 의료기관에서 임상 검사 시 사용되는 의료방사선 영역 대에서 3mm PVC 5장을 두께로 조절하여 차폐 성능을 실험하였다. 의료방사선의 관전압 기준으로 실효에너지에 대한 차폐 성능을 평가하였다. PVC는 두께가 두꺼울수록 관전압과 실효에너지가 낮을수록 차폐효과는 크게 나타났으며, 차폐효과는 12mm 두께에 관전압 80kVp에서 70%의 차폐효과가 있었다. 따라서 PVC 재료의 차폐효과는 두께의 의존율이 높게 나타났다. 앞으로는 차폐 성능을 높이면서 얇고 가벼운 친환경 제품을 만들기 위한 지속적인 연구가 필요하다.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제40권1호
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• pp.41-47
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• 2017

본 연구는 영상의학과에서 사용하는 Χ선용 납 앞치마를 핵의학과에서도 사용하고 있는 점에 착안하여 방사성동위원소의 종류 즉, ${\gamma}$선 에너지에 따라 납 앞치마의 차폐율을 평가하여 방호효과를 알아보고자 하였다. 실험에 사용된 방사성동위원소는 이용통계 중 상위 5개 핵종인 $^{99}mTc$, $^{18}F$, $^{131}I$, $^{123}I$, $^{201}Tl$을 사용하였고, 납 앞치마는 실제 핵의학과에서 사용 중인 납 당량 0.35 mmPb의 납 앞치마를 이용하였다. 실험결과 납 앞치마의 평균 차폐율은 $^{99}mTc$이 31.59%, $^{201}Tl$은 68.42%, $^{123}I$이 76.63%로 나타났다. $^{131}I$의 차폐율은 납 앞치마를 사용했을 경우가 오히려 선량률이 평균 33.72%가 증가되어 나타났고, $^{18}F$의 경우 평균 차폐율이 -0.315%로 나타나 차폐효과가 거의 없는 것으로 나타났다. 결과적으로 납 앞치마의 차폐율이 높은 방사성동위원소의 순서는 $^{123}I$, $^{201}Tl$, $^{99}mTc$, $^{18}F$, $^{131}I$ 순이었다. 현재 핵의학 검사실에서 사용하고 있는 납 앞치마는 일반 Χ선용 납 앞치마로 ${\gamma}$선을 이용하는 핵의학 환경에서는 적절치 않은 것으로 생각된다. 따라서 방사선작업종사자들의 효과적인 방사선 방호와 작업능률을 고려하여 방사성동위원소의 특성에 맞는 핵의학 전용 납 앞치마의개발이 요구된다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제13권1호
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• pp.101-104
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• 1995

High Dose Rate Remote Afterloading system was installed at Wonkwang University Hospital in January 1994. In this report, the calibration of a Gammamed 12-i High Dose Rate Remote Afterloading system and the radiation survey around the facility after design and construct a shieding room are discussed. The radiation survey of the facility indicates that the use of ordinary concrete shielding of existing room will provide adequate shielding. Also, the methodologies for performing source calibration are presented.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제34권2호
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• pp.141-147
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• 2011

의료방사선 차폐체로 납과 같은 차폐효과를 가지는 동시에, 납과 동일한 경제성과 가공성을 지니고 있어 의료방사선 방어복인 에이프런(Apron)을 제작할 수 있는 납 대체물질을 시트형태로 개발하고자 연구하였다. 이는 의료 환경에 친환경 방사선 차폐시트로 제작하여 1차 실험과 동일한 조건에서 황산바륨의 충전률을 높이고 제작 시트의 유연성을 확보하기 위해 토르말린(Tourmaline)을 실리콘 폴리머에 첨가하여 차폐율과 시트의 가공성을 높이고자 하였다. 실험결과 저에너지에서는 5 mm에서 고에너지에서는 7 mm에서 실용적인 차폐효과가 있었으며, 황산바륨만을 충전했을 때보다는 제작시트의 유연성과 충전률이 다소 높은 결과를 얻을 수 있었으나, 독립적인 방사선 차폐효과의 토르말린 효과는 크지 않아 차폐율의 큰 변화는 기대할 수 없었다. 다만, 향후 차폐 시트 제작의 혼합과정의 재현성과 황산바륨의 혼합과 분산과정의 충전율과 공극률을 정량적으로 평가할 수 있는 연구가 지속되어야 할 것으로 사료된다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제14권4호
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• pp.367-373
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• 2020

물체와 X선의 상호작용로 발생하는 산란선으로 야기되는 공간 산란선량은 대부분이 저에너지 영역의 전자기파로 인체에 비교적 쉽게 흡수되어 방사선 피폭정도가 증가하게 된다. 이러한 공간 산란 선량은 방사선작업 종사자 및 환자의 방사선 피폭 정도 지표로도 사용되고 있으며 간접적으로 발생하는 공간 산란 선량을 줄여 피폭을 저감화하기 위한 방안의 필요성이 마련될 필요성이 있다. 이에 본 연구에서는 공간산란 선량을 저감화 방안으로 무납 방사선 차폐 시트를 제시하였고 가슴 X선 촬영검사를 기준으로 몬테카를로(MC; Monte Carlo) 시뮬레이션을 수행하여 거리 변화에 따른 갑상샘과 생식선 위치에서 흡수되는 산란선의 흡수선량을 산출하였고 실측치와 차폐율을 비교 평가하였다.

• 한국재료학회지
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• 제9권11호
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• pp.1055-1061
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• 1999

투명차폐재를 목적으로 Indium Tin Oxide (ITO) 투광성 박막을 제조하고 전자파 차폐특성에 대해 조사하였다. 박막은 RF magnetron co-sputtering 증착장비를 사용하여 제작하였다. RF 인가전력, Ar 및 $O_2$분압, 기판온도를 변화시키며 전기전도도와 투광성을 겸비한 박막의 조성과 구조에 관한 실험을 진행하였다. 최적의 증착조건은 $300^{\circ}C$의 기판온도, 20sccm의 아르곤 유량, 10sccm의 산소유량, 그리고 In과 Sn의 인가전력이 각각 50W와 30W일 경우였으며, 이때 얻어진 박막은 육안으로 분명할 정도의 투광성을 보였고 5.6$\times10^4$mho/m의 높은 전기전도도를 나타내었다. 이렇게 제조된 ITO 박막의 전자파 차폐효과를 차폐이론에 의해 분석하였다. 박막의 전기전도도, 두께, skin depth로부터 차폐기구(흡수손실, 반사손실, 다중반사 보정항)에 대해 고찰하였다. 계산된 차폐효과는 26dB의 값을 보여 투광성 차폐재로 ITO 박막의 사용 가능성을 제시할 수 있었다.