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문제 정의
- 본 논문에서는 핵의학 진단 영역에서 널리 이용되고 있는 "MTc-Generator의 방사선 차폐능력과 안정성을 입자 시뮬레이터인 GEANT4를 이용하여 평가해 보았다. 시뮬레이션 결과, 표면으로부터 거리 10 cm에서 2 mSv/h 이하 그리고 100 cm에서 0.
- 본 연구에서는 Generator의 차폐체가 내부의 몰리브덴 (99Mo)과 테크니슘에서 방출되는 감마선과 베타선을 충분히 차단하여 국내 법적 기준을 만족시키는지의 여부를 확인하고자 한다. 시뮬레이션 대상은 편의상 현재 국내에서 많이 사용되고 있는 Generator 중 하나인 일본의 다 이치 사의 500 mCi용 Generator를 선택하였다.
- 영상으로 보여주는 시뮬레이션 프로그램이다. 이 프로그램은 1970년대 유럽입자물리연구소(CERN)의 주도로 거 대 강입자 충돌기 (LHC: Large Hadron Collider)에서 높은 에너지를 가진 입자들의 충돌에 의해 생성되는 중입자, 경입자, 그리고 게이지 보존 등 2차 입자들의 물리적 행동을 시뮬레이션하기 위한 목적으로 개발되었다. GEANT4는 몬테칼로 방법을 기반으로 하고 있으며, 초기에는 포트란 (Fortran) 언어로 구성되었으나, 후에 구성 언어를 C**로 변환하여 객체 지향 프로그래밍 기술(00T: Object Oriented Technology)을 기반으로 재구성되었다3
가설 설정
- 감마선의 경우 2003년도 한국원자력연구원에서 수행한 "9eTc 차폐용기 개발" 연구에서 고려한 것과 동일하게 5가지 에너지를 가진 감마선을 선정하였다.''1) 위의 연구에서 논의된 바와 같이, 이외의 에너지를 가진 감마선은 에너지와 방출률이 현저하게 낮아 무시될 수 있다. 한편, 위의 연구에서는 베타선에 의한 방사선량은 무시되었으나, 본 연구에서는 포함시켜 시뮬레이션을 진행했다.
- 선원용기의 길이는 약 6 cm, 직경 약 1 cm의 파이렉스 재질의 유리관, 유리관 상하부의 고무마개와 알루미늄 덮개, 그리고 내부에 4 cm 영역을 알루미나로 구성하였다. 실제 알루미나가 채워진 선원용기의 위쪽 부분 1 cm 영역에 "Mo 선원이 골고루흡착되어 있으므로 선원용기 내 방사선원은 99MO이 흡착되어 있는 영역 전체로서 실린더 모양의 체적 선원으로 가정하였다. Generator의 하부 지지대 바깥쪽 모서리에 안정된 고정을 위해 높이 0.
- 3) 단일한 에너지를 가진 감마선을 방출하기 때문에 측정된 데이터의 분석이 용이하다.
- 6의 그래프를 통해서도 쉽게 대략적인 혼합 방사능량의 확인이 가능하다. 그리고 한번의 밀킹에 대체적으로 3분 정도의 시간이 소요되고, 일주일에 5회 밀킹하여 사용하므로 연간250회(5회/주x50주/년)의 밀킹 작업을 수행한다고 가정할 수 있다.
- 가상의 검출기를 구성하여야 한다. 방사선은 방사형으로 방출된다고 가정하고, 이를 검출하기 위하여 Generator 표면에서 10 cm 거리에 10x10x10 cm3 부피의 정육면체 상자 형태의 물 팬텀을 Fig. 4와 같이 측면, 윗면, 아랫면, 위 측면, 아래 측면 등 다섯 곳에 설치하였다. 물 팬텀은 방사선 검출기의 역할과 함께 내부로 입사된 방사선이 팬텀에 전달하는 에너지를 측정하여 흡수선량을 구해주는 열량계 역할을 동시에 담당한다.
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