본 연구에서는 방사선 차폐를 위해서 사용되는 납(Pb)이 차폐 성능은 물론 물질의 가공 측면에서 다른 물질보다 용이하며, 상대적으로 경제적 우위에 있는 장점이 있지만, 납(Pb)은 방호복으로 제작 시 상당한 무게로 근로자의 피로를 유발할 수 있으며, 중금속 물질로 분류되어 인체에 유해한 위험성이 있는 단점이 있다.
납의 단점을 보완하고 불필요한 피폭을 제어하기 위해서 ...
본 연구에서는 방사선 차폐를 위해서 사용되는 납(Pb)이 차폐 성능은 물론 물질의 가공 측면에서 다른 물질보다 용이하며, 상대적으로 경제적 우위에 있는 장점이 있지만, 납(Pb)은 방호복으로 제작 시 상당한 무게로 근로자의 피로를 유발할 수 있으며, 중금속 물질로 분류되어 인체에 유해한 위험성이 있는 단점이 있다.
납의 단점을 보완하고 불필요한 피폭을 제어하기 위해서 3차원 형상 구현이 가능한 3D 프린팅 기술을 이용하려고 한다. 3D 프린터용 압출기를 통하여 PLA(Poly-Lactic-Acid)와 텅스텐을 혼합한 필라멘트를 출력한다. 출력된 혼합 필라멘트를 3D 프린터를 통하여 형태학적 차폐체를 제작하고 선량평가를 통하여 차폐 성능을 확인하여 다양한 물질의 차폐체 제작에 기초 정보 제공의 목적을 두었다.
PLA와 텅스텐을 혼합하여 소형 압출기를 통하여 제작된 혼합필라멘트는 텅스텐 함유에 따라 10%, 20%, 30%, 40%, 50% 구분하여 제작하였다. 필라멘트는 3D 모델링, .STL파일 저장, G-code생성, 출력 등 3D프린터의 처리과정으로 10cm x 10cm x 0.5cm의 크기로 텅스텐 함유에 따라 각각 제작하였고, 제작한 차폐체는 관전압 60kVp, 80kVp, 100kVp, 120kVp영역에서 관전류 20mAs, 40mAs의 조건으로 선량측정 및 차폐성능 평가 실험하였다. PLA와 텅스텐을 혼합 압출한 필라멘트 제작에서 함유율이 50% 초과시 사용이 불가하였고, 관전압과 관전류의 증가할수록 차폐율의 감소하는 결과값이 나타났다. 고정된 관전압(kvp)에서 관전류(mAs) 조건을 변경하여도 차폐체의 성능은 유사하였고, 텅스텐 함유량이 증가에 따라 차폐시트의 흡수선량 평균값은 기존 납(0.5mmPb) 차폐체의 흡수선량 평균값에 수렴하여 나타났다.
본 연구에서는 방사선 차폐를 위해서 사용되는 납(Pb)이 차폐 성능은 물론 물질의 가공 측면에서 다른 물질보다 용이하며, 상대적으로 경제적 우위에 있는 장점이 있지만, 납(Pb)은 방호복으로 제작 시 상당한 무게로 근로자의 피로를 유발할 수 있으며, 중금속 물질로 분류되어 인체에 유해한 위험성이 있는 단점이 있다.
납의 단점을 보완하고 불필요한 피폭을 제어하기 위해서 3차원 형상 구현이 가능한 3D 프린팅 기술을 이용하려고 한다. 3D 프린터용 압출기를 통하여 PLA(Poly-Lactic-Acid)와 텅스텐을 혼합한 필라멘트를 출력한다. 출력된 혼합 필라멘트를 3D 프린터를 통하여 형태학적 차폐체를 제작하고 선량평가를 통하여 차폐 성능을 확인하여 다양한 물질의 차폐체 제작에 기초 정보 제공의 목적을 두었다.
PLA와 텅스텐을 혼합하여 소형 압출기를 통하여 제작된 혼합필라멘트는 텅스텐 함유에 따라 10%, 20%, 30%, 40%, 50% 구분하여 제작하였다. 필라멘트는 3D 모델링, .STL파일 저장, G-code생성, 출력 등 3D프린터의 처리과정으로 10cm x 10cm x 0.5cm의 크기로 텅스텐 함유에 따라 각각 제작하였고, 제작한 차폐체는 관전압 60kVp, 80kVp, 100kVp, 120kVp영역에서 관전류 20mAs, 40mAs의 조건으로 선량측정 및 차폐성능 평가 실험하였다. PLA와 텅스텐을 혼합 압출한 필라멘트 제작에서 함유율이 50% 초과시 사용이 불가하였고, 관전압과 관전류의 증가할수록 차폐율의 감소하는 결과값이 나타났다. 고정된 관전압(kvp)에서 관전류(mAs) 조건을 변경하여도 차폐체의 성능은 유사하였고, 텅스텐 함유량이 증가에 따라 차폐시트의 흡수선량 평균값은 기존 납(0.5mmPb) 차폐체의 흡수선량 평균값에 수렴하여 나타났다.
In this study, lead (Pb) used for radiation shielding is easier than other materials in terms of shielding performance as well as material processing, and has a relatively economic advantage, but lead (Pb) can cause worker fatigue with considerable weight when manufactured as a protective suit, and ...
In this study, lead (Pb) used for radiation shielding is easier than other materials in terms of shielding performance as well as material processing, and has a relatively economic advantage, but lead (Pb) can cause worker fatigue with considerable weight when manufactured as a protective suit, and has a risk to the human body In order to compensate for the shortcomings of lead and control unnecessary exposure, we intend to use 3D printing technology that can implement three-dimensional shapes. A filament obtained by mixing poly-lactic-acid (PLA) and tungsten is output through an extruder for a 3D printer. The purpose of this study was to provide basic information on the production of shields of various materials by manufacturing morphological shields through 3D printers and confirming shielding performance through dose evaluation. The mixed filament produced through a small extruder by mixing PLA and tungsten is produced by dividing it into 10%, 20%, 30%, 40%, and 50%, depending on the tungsten content. Filaments are 3D modeling.Through the process of 3D printers such as STL file storage, G-code generation, and charging, each of the produced shields was manufactured according to tungsten content with a size of 10 cm x 10 cm x 0.5 cm, and the produced shields were measured and shielded under conditions of tube voltages of 20mAs, 80kVp, 100kVp, and 120kVp. In the production of filaments in which PLA and tungsten were mixed and extruded, it could not be used when the content exceeded 50%. As the tube voltage and tube current increased, the shielding rate decreased. Even when the tube current mAs condition was changed at the fixed tube voltage kvp, the performance of the shield was similar. As the tungsten content increased, the average absorption dose value of the shielding sheet converged with the average absorption dose value of the existing lead (0.5 mmPb) shield.
In this study, lead (Pb) used for radiation shielding is easier than other materials in terms of shielding performance as well as material processing, and has a relatively economic advantage, but lead (Pb) can cause worker fatigue with considerable weight when manufactured as a protective suit, and has a risk to the human body In order to compensate for the shortcomings of lead and control unnecessary exposure, we intend to use 3D printing technology that can implement three-dimensional shapes. A filament obtained by mixing poly-lactic-acid (PLA) and tungsten is output through an extruder for a 3D printer. The purpose of this study was to provide basic information on the production of shields of various materials by manufacturing morphological shields through 3D printers and confirming shielding performance through dose evaluation. The mixed filament produced through a small extruder by mixing PLA and tungsten is produced by dividing it into 10%, 20%, 30%, 40%, and 50%, depending on the tungsten content. Filaments are 3D modeling.Through the process of 3D printers such as STL file storage, G-code generation, and charging, each of the produced shields was manufactured according to tungsten content with a size of 10 cm x 10 cm x 0.5 cm, and the produced shields were measured and shielded under conditions of tube voltages of 20mAs, 80kVp, 100kVp, and 120kVp. In the production of filaments in which PLA and tungsten were mixed and extruded, it could not be used when the content exceeded 50%. As the tube voltage and tube current increased, the shielding rate decreased. Even when the tube current mAs condition was changed at the fixed tube voltage kvp, the performance of the shield was similar. As the tungsten content increased, the average absorption dose value of the shielding sheet converged with the average absorption dose value of the existing lead (0.5 mmPb) shield.
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