• Radiation Oncology Journal
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• 제20권2호
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• pp.172-178
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• 2002

목적 : 원자 번호가 높은 물질로 구성된 필름은 저 에너지 광자선에 과반응하여 선량 측정 시 인체조직에서와 다른 흡수양상을 보인다. 이러한 현상은 조사면의 경계인 반음영 및 그 외곽 부위에서 두드러지게 관찰된다. 따라서 반음영이 조사면내에 위치하게되는 세기변조치료법에서 필름을 이용한 선량 측정 시 이러한 현상이 미치는 영향을 분석하고 개선 방법을 강구하고자 한다. 대상 및 방법 : 6 MV X-선의 5~7개의 크기가 다른 고정형 조사면을 이용해 두가지 유형의 세기변조 조사면을 만들었으며 전리함 및 저감도 측정용 필름을 사용하여 각 조사면의 빔 프로파일을 측정했다. 측정 깊이와 최대 조사면적을 변화시켰으며 필름에 대해 수직 및 수평 조사하여 이에 따른 선량 분포 변화를 관찰했다. 또한 필름 선량 측정시 저 에너지 광자선에 의한 선량 과평가 현상을 막기 위해 납 필터(0.01 inch)를 필름 양측에 부착하여 이로 인한 영향을 관찰했다. 결과 : 필름만을 사용한 빔 프로파일에서는, 전리함 측정치에 비해 저 선량 영역 및 조사면 경계에서의 선량 과평가 현상이 수직 및 수평 조사 모두에서 관찰되었다. 이러한 현상은 측정 깊이가 증가함에 따라 크게 나타났으며 10cm 깊이의 역 피라미드형 세기변조 조사면 중심에서 최고 약 15%의 상대오차를 보였다. 필터를 사용한 경우에서는, 수직 조사 시 필터에 의한 선량 저 평가 현상이 관찰되었으나 수평 조사에서는 전리함 측정치와 3% 이내의 오차를 보여 매우 잘 일치하였다. 결론 : 필름을 이용한 세기변조 조사면의 선량 측정 시 선량 과반응에 의한 오차는 조사면의 조합 형태 및 반음영 위치와 밀접한 관계를 가지며, 선량 평가 시 이에 대한 고려가 필요하다. 납 필터를 사용한 수평조사 방법은 이러한 오차를 줄이는데 도움을 주며 입사 방사선의 물리적 특성을 고려한 적정 두께의 필터 선택이 요구된다.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제21권4호
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• pp.263-271
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• 1996

ANSI N13.32에서는 선량제의 방향에 따른 반응도가 성능시험의 합격판정의 범주는 아니지만 이에 관한 연구를 요구하고 있다. 본 연구에서는 ANSI N13.32의 말단팬텀 즉, 손가락과 손목팬텀내의 $7mg/cm^2$ 깊이에서 MCNP 코드를 사용하여 단일에너지를 가진 광자 및 ISO narrow X-선 빔에 대하여 선량당량환산인자와 방향의존성인자를 도출하였다. X-선 빔에 대하여는 이들 데이터를 B. Grosswent의 연구 결과와 비교하였다. 그 결과 선량당량환산인자는 낮은 에너지 영역에서 최대 7%를 그리고 다른 에너지 영역에서는 2% 이내였으며, 방향의존성인자는 최대 3% 정도로 잘 일치하였다. 또한 60keV 이하의 낮은 에너지 영역에서 발생된 방향의존성인자는 손가락 팬텀의 경우에 주축을 따라 수평회전각이 증가할수록 감소하지만 그 에너지 영역 이상에서 $90^{\circ}$까지는 증가하고 있음을 알 수 있었다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제54권2호
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• pp.479-485
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• 2022

At the Korea Institute of Radiological and Medical Sciences, physical human phantoms were developed to evaluate various radiation protection quantities, based on the mesh-type reference computational phantoms of the International Commission on Radiological Protection. The physical human phantoms were fabricated such that a radiophotoluminescent glass dosimeter (RPLGD) with a Tin filter, namely GD-352M, could be inserted into them. A Tin filter is used to eliminate the overestimated signals in low-energy photons below 100 keV. The measurement uncertainty of the RPLGD reader system based on GD-352M should be analyzed for obtaining reliable protection quantities before using it for practical applications. Generally, the measurement uncertainty of RPLGD systems without Tin filters is analyzed for quality assurance of radiotherapy units using a high-energy photon beam. However, in this study, the measurement uncertainty of GD-352M was analyzed for evaluating the protection quantities. The measurement uncertainty factors in the RPLGD include the reference irradiation, regression curve, reproducibility, uniformity, energy dependence, and angular dependence, as described by the International Organization for Standardization (ISO). These factors were calculated using the Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement method, applying ISO/ASTM standards 51261(2013), 51707(2015), and SS-ISO 22127(2019). The measurement uncertainties of the RPLGD reader system with a coverage factor of k = 2 were calculated to be 9.26% from 0.005 to 1 Gy and 8.16% from 1 to 10 Gy. A blind test was conducted to validate the RPLGD reader system, which demonstrated that the readout doses included blind doses of 0.1, 1, 2, and 5 Gy. Overall, the E_n values were considered satisfactory.

• 한국방사선학회논문지
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• 제14권6호
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• pp.733-740
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• 2020

의료종사자의 피폭선량을 줄이기 위한 최근 연구에서, 방사선이 산란될 때 발생하는 광전효과를 이용하여 방사선치료실 입구에서의 선량을 줄이는 방법이 제안되었다. 이 방법은 특히 저에너지 광자에 효과적이기 때문에 본 연구에서는 몬테카를로 시뮬레이션을 이용하여 슬릿형태 구조물의 일반촬영실 산란 엑스선에 대한 차폐성능을 평가하였다. 두께 2 mm, 폭 50 mm, 길이 900 mm인 판을 2 mm 간격으로 수평 적재하는 형태의 슬릿형태 구조물은 알루미늄에 비해 철 또는 납으로 만드는 경우 차폐효과가 뛰어났다. 재질을 철로 한정한 경우 선원과 관심구역 사이에서 결정된 구조물의 설치위치는 차폐효과와 무관했으며, 판의 폭은 차폐효과에 비례했다. 폭 50 mm 철판을 사용한 경우 산란선이 직접 발생하는 바닥 및 환자의 높이를 제외하면 약 99.9% 또는 그 이상의 차폐효과가 있었다.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제36권1호
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• pp.35-43
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• 2011

The PHENIX Experiment is the largest of the four experiments that have taken data at the Relativistic Heavy Ion Collider. PHENIX, the Pioneering High Energy Nuclear Interaction eXperiment, is designed specifically to measure direct probes of the collisions such as electrons, muons, and photons. The primary goal of PHENIX is to discover and study a new state of matter called the Quark-Gluon Plasma. Among many particles, muons coming from W-boson decay gives us key information to analyze the spin of proton. Resistive plate chambers are proposed as a suitable solution as a muon trigger because of their fast response and good time resolution, flexibility in signal readout, robustness and the relatively low cost of production. The RPC detectors for upgrade were assembled and their performances were evaluated. The procedure to make the detectors better was optimized and described in detail in this thesis. The code based on ROOT was written and by using this the performance of the detectors made was evaluated, and all of the modules for north muon arm met the criteria and installation at PHENIX completed in November 2009. As RPC detectors that we made showed fast response, capacity of covering wide area with a resonable price and good spatial resolution, this will give the opportunity for applications, such as diagnosis and customs inspection system.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제54권10호
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• pp.3795-3802
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• 2022

NaI(Tl) scintillation materials are considered to be one of many materials that are used exclusively for γ-ray detection and spectroscopy. The gamma-ray spectrometer is not an easy-to-use device, and the accuracy of the numerical values must be carefully checked based on the rules of the calibration technique. Therefore, accurate information about the detection system and its effectiveness is of greater importance. The purpose of this study is to estimate, using an analytical-numerical formula (ANF), the purely geometric solid angle, geometric efficiency, and total efficiency of a cylindrical NaI(Tl) γ-ray detector with a side-through hole. This type of detector is ideal for scanning fuel rods and pipelines, as well as for performing radio-immunoassays. The study included the calculation of the complex solid angle, in combination with the use of various points like gamma sources, located axially and non-axially inside the through detector side hole, which can be applied in a hypothetical method for calibrating the facility. An extended γ-ray energy range, the detector, source dimensions, "source-to-detector" geometry inside the side-through hole, path lengths of γ-quanta photons crossing the facility, besides the photon average path length inside the detector medium itself, were studied and considered. This study is very important for an expanded future article where the radioactive point source can be replaced by a volume source located inside the side-trough hole of the detector, or by a radioactive pipeline passing through the well. The results provide a good and useful approach to a new generation of detectors that can be used for low-level radiation that needs to be measured efficiently.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제33권1호
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• pp.31-36
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• 2010

현재 SPECT 영상에서 가장 많이 활용되는 콜리메이터는 저에너지 고해상도(low energy high resolution : LEHR) 콜리메이터이다. LEHR은 해상도에서 이점을 가지고 있으나 작은 구멍크기와 높은 차단막으로 인하여 높은 민감도 획득에 어려움이 있다. SPECT의 생산성 향상을 위해서는 LEHR보다 높은 민감도를 획득할 수 있는 콜리메이터를 사용하여 단위시간당 획득 카운트의 양을 늘림으로써 민감도를 향상시킬 필요가 있다. 본 연구에서는 LEHR보다 넓은 구멍을 가진 콜리메이터를 사용할 경우 고민감도 획득과 함께 발생하는 해상도 저하 문제를 해결하기 위한 시스템 모델을 개발하여 이를 반복적 영상재구성에 적용함으로써 저하된 해상도를 개선하는 데 그 목적이 있다. 방법으로는 시스템 모델에서 흔히 사용되는 평행빔 기반의 검출 확률계산 방식 대신 고민감도 콜리메이터 사용 시에 발생하는 퍼짐현상을 팬빔으로 모델링 하였다. 또한 검출확률에 대한 가중치를 거리에 대한 함수로 정의하여 팬빔모델에 적용함으로써 정확성을 향상시켰다. 시뮬레이션으로 생성된 사이노그램에 적용한 결과 본 연구에서 제안된 모델이 평행빔 모델에 비해 동일 카운트에서 유사한 해상도를 달성하면서 촬영시간을 단축시킬 수 있었으며, 동일 촬영시간에서는 해상도를 향상시킴을 알 수 있었다. 본 연구의 결과는 현재 부각되고 있는 반도체 기반 픽셀방식 검출기를 위한 픽셀형 콜리메이터의 해상도 향상에도 효과적으로 적용될 수 있다.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제31권3호
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• pp.223-228
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• 2008

의학적으로 방사선을 사용 시 가장 중요한 점은 환자의 병을 진단 가능하되 피폭선량을 최소화시켜야 한다는 점이다. 진단용 X-선 중 장파장부분은 대부분 흡수에 관여하게 되어 환자의 피폭선량을 증가시키므로 불필요하다. 이러한 장파장영역을 제거하기 위한 방법으로 가장 효과적인 방법은 여과 판의 사용이다. 이에 부가여과가 없는 경우와 0.3mmCu filter 사용 시의 화질과 피부입사선량에 대해 실험을 해 보았다. ROC 신호용 지름 4mm, 두께 3mm의 아크릴 디스크를 chest phantom에 랜덤하게 위치시키면서 non filter 및 Cu filter시 각 각 20매씩 총 40매의 신호+잡음영상을 촬영하고, 또한 신호가 없는 영상(잡음만의 영상)을 각 각 20매씩 40매 촬영하여 총 80매의 영상을 준비한 후 5명의 방사선종사자가 판독 후 P(S/s), P(S/n) 구하여, ROC곡선을 그리고, 감도와 특이도 및 곡선하면적을 구해 평가하였다. 또한 AAPM(American Association of Physicists in Medicine by the American Institute of Physics)권고에 따른 ANSI chest phantom과 Contrast-detail phantom을 이용하여 non filter 또는 Cu filter사용 시 시각적으로 관찰 가능한 병소의 갯수를 파악하였으며, 또한 두 경우에서 피부입사선량을 측정하였다. 그 결과 Cu filter사용 시에 ROC곡선이 좌상방향에 위치하고, 감도, 곡선하면적 및 CD phantom 병소의 갯수에서 모두 좋은 결과를 나타내었다. 또한 피부입사선량은 감소가 되어 여러 측면에서 부가필터의 사용을 검토해 볼 필요가 있으리라 사료된다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제23권2호
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• pp.99-105
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• 2012

치료 테이블 회전, 아크 간 콜리메이터 회전 각도가 광자에너지별 전립선암 래피드아크 치료계획의 선량분포에 미치는 영향에 대해 조사하였다. 6 MV와 10 MV 광자 에너지에 대해 2 아크(two arcs)를 사용하여 아크 간 콜리메이터 각도 차이가 $0^{\circ}$, $15^{\circ}$, $30^{\circ}$, $45^{\circ}$, $60^{\circ}$, $75^{\circ}$, $90^{\circ}$인 경우와 치료 테이블 회전 유무에 따라 치료계획을 시행하였다. 선량 최적화를 위한 표적 및 중요 장기의 선량 제한치(dose constraints)를 동일하게 적용하여 계산하였고 선량 분포를 평가하기 위해 CI (Conformity index), HI (Homogeneity index), QOC (Quality of Coverage) 등의 정량화된 선량 지표를 구하여 각 치료계획의 최적화 결과를 비교하였다. 그 결과 치료계획표적용적과 중요장기의 선량 지표 차이는 3.6% 이하로 광자에너지, 치료테이블, 아크 간 콜리메이터 각도의 영향은 크지 않았다. 그러나 표적에서 먼 정상조직의 경우 저 선량 영역 차이가 크게 나타났다. 좌우 대퇴골두의 V15%는 6 MV 일 때 각각 6.4%, 5.5% 높았고, 치료테이블 회전 시에는 23.4%, 24.1% 높게 나타났다. 표적에서 먼 영역(Far Region)의 V10%는 6 MV 일 때 54.2 cc, 치료테이블 회전이 없을 때 343.4 cc, 아크 간 콜리메이터 각도가 $0^{\circ}$일 때 457.8 cc 크게 나타났다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제47권4호
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• pp.479-487
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• 2015

The thallium-doped sodium iodide [NaI(Tl)] scintillation detector is preferred as a gamma spectrometer in many fields because of its general advantages. A silicon photomultiplier (SiPM) has recently been developed and its application area has been expanded as an alternative to photomultiplier tubes (PMTs). It has merits such as a low operating voltage, compact size, cheap production cost, and magnetic resonance compatibility. In this study, an array of SiPMs is used to develop an NaI(Tl) gamma spectrometer. To maintain detection efficiency, a commercial NaI(Tl) $2^{\prime}{\times}2^{\prime}$ scintillator is used, and a light guide is used for the transport and collection of generated photons from the scintillator to the SiPMs without loss. The test light guides were fabricated with polymethyl methacrylate and reflective materials. The gamma spectrometer systems were set up and included light guides. Through a series of measurements, the characteristics of the light guides and the proposed gamma spectrometer were evaluated. Simulation of the light collection was accomplished using the DETECT 97 code (A. Levin, E. Hoskinson, and C. Moison, University of Michigan, USA) to analyze the measurement results. The system, which included SiPMs and the light guide, achieved 14.11% full width at half maximum energy resolution at 662 keV.