[논문]다중소자 열형광선량계에 의한 수정체 등가선량 평가의 적정성 연구

이나래; 한승재; 이병일; 조건우

doi:10.14407/jrp.2012.37.2.096

다중소자 열형광선량계에 의한 수정체 등가선량 평가의 적정성 연구
A Feasibility Study on the Lens of Eye Dose Assessment Using the System of Multi-Element TLD 원문보기

방사선방어학회지 = Radiation protection : the journal of the Korean association for radiation protection, v.37 no.2, 2012년, pp.96 - 102

이나래 (과학기술연합대학원대학교) , 한승재 (과학기술연합대학원대학교) , 이병일 (방사선보건연구원) , 조건우 (과학기술연합대학원대학교)

초록
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2011년 국제방사선방호위원회(ICRP)는 최근 역학 조사들을 근거로 방사선영향으로 발생할 수 있는 암 외 질환의 위험에 대한 권고를 개정하였다. 특히 수정체 조직반응의 발단선량을 0.5 Gy로 하향 조정하면서, 계획 피폭상황에서 직무 피폭 시 수정체 등가선량한도를 "정해진 5년 기간 동안 평균해서 연간 20 mSv, 그 중 어느 한 해에도 50 mSv를 초과하지 않아야 한다"로 권고하였다. 방사선작업종사자의 외부선량은 개인 열형광선량계(TLD)를 사용하여 감시하고 있으며 판독한 열형광소자별 반응도를 선량평가 알고리즘에 적용하면 개인의 수정체 등가선량을 구할 수 있다. 본 논문에서는 성능검사에 사용된 Harshaw TLD의 소자반응도를 사용하여 현재 사용 중인 알고리즘들에 의한 수정체 등가선량을 평가하였다. 그 결과 성능검사에 사용된 TLD의 소자반응도를 사용하여 수정체 등가선량을 평가한 경우 알고리즘 간의 상대오차는 최대 48.84% 내에 있는 것으로 나타났다.

Abstract ▼ AI-Helper

International Commission on Radiological Protection (ICRP) has revised its recommendations concerning the tissue reaction to ionizing radiation in accordance with consideration of the detriment arising from non-cancer effects of radiation on health based on recent epidemiological basis. Particularly, for the lens of the eye, the threshold in absorbed dose revised to be 0.5 Gy, for occupational exposure in planned exposure situation the commission recommended "An equivalent dose limit for the lens of the eye of 20 mSv in a year, averaged over defined periods of 5 years, with no single year exceeding 50 mSv." To monitor the radiation exposure of radiation worker, TLD is typically provided and the lens of eye dose can be assessed by run of dose calculation algorithm with TL element response data. This study is to assess equivalent dose of the lens of eye using the Harshaw TLD system and its two different dose calculation algorithms. The result provides the Harshaw TLD system showed the assessment of the lens of eye dose with 48.84% error range.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

본 실험에서는 DOELAP 알고리즘 및 WIN 알고리즘을 분석하여 실험에 필요한 피폭 방사선장 및 수정체 등가선량을 평가하기 위한 모듈을 분리한 프로그램을 작성하였 다. 프로그램의 source file은 Visual C++를 이용하여 TLD 판독 raw data의 입출력이 용이하도록 작성하였다.
최근 수정체 등가선량한도를 하향 조정함에 따라 적절한 수정체 등가선량 평가가 필요 할 것이며 본 논문에서는 그 방법으로 현재 사용하고 있는 열형광선량계의 선량 평가 알고리즘으로 수정체 등가선량을 산출하여 비교하였다. 이를 위해 성능검사에 사용된 Harshaw 8814 TLD의 소자반응도를 입력 자료로 사용하여 현재 사용 중인 DOELAP 알고리즘과 WIN 알고리즘으로 수정체 등가선량을 평가하였으며 두 알고리즘 간의 상대오차를 확인하였다.

제안 방법

2011년 4월 ICRP에서 발표한 조직반응에 대한 성명서(statement on tissue reactions)[3]에서 장기간의 관찰과 최근 가용한 역학 조사들의 결과를 통해 수정체 조직반응의 문턱선량(threshold dose)을 0.5 Gy로 낮추었고, 수정체 등가선량한도를 “정해진 5년 기간 동안 평균해서 연간 20 mSv, 그 중 어느 한 해에도 50 mSv를 초과하지 않아야 한다”로 하향 조정하여 권고하였다.
41%에 있었다. 9번 TLD는 WIN 알고리즘에서는 광자/베타 혼합선장으로 인식하였지만 DOELAP 알고리즘에서는 방사선장을 광자선장(photons)으로 평가하였다. 또한 6번 TLD는 두 알고리즘 간의 수정체 등가선량의 상대오차가 (32.
이를 위해 본 논문에서는 현재 상용 중인 Harshaw 판독시스템의 선량평가 알고리즘으로부터 수정체 등가선량을 계산하기 위한 모듈을 분리하여 프로그램을 작성하였으며 입력자료는 성능검사에 사용된 Harshaw 다중소자 TLD의 소자반응도를 활용하였다. 서로 다른 선량평가 알고리즘들로 평가한 수정체 등가선량을 분석하고 그 값들이 가지는 상대오차 범위를 살펴보았다.
수정체 등가선량은 외부피폭을 감시하기 위한 방법으로 일반적으로 사용되는 TLD의 소자반응도를 선량평가 알고리즘에 적용하여 평가할 수 있다. 이를 위해 본 논문에서는 현재 상용 중인 Harshaw 판독시스템의 선량평가 알고리즘으로부터 수정체 등가선량을 계산하기 위한 모듈을 분리하여 프로그램을 작성하였으며 입력자료는 성능검사에 사용된 Harshaw 다중소자 TLD의 소자반응도를 활용하였다. 서로 다른 선량평가 알고리즘들로 평가한 수정체 등가선량을 분석하고 그 값들이 가지는 상대오차 범위를 살펴보았다.
최근 수정체 등가선량한도를 하향 조정함에 따라 적절한 수정체 등가선량 평가가 필요 할 것이며 본 논문에서는 그 방법으로 현재 사용하고 있는 열형광선량계의 선량 평가 알고리즘으로 수정체 등가선량을 산출하여 비교하였다. 이를 위해 성능검사에 사용된 Harshaw 8814 TLD의 소자반응도를 입력 자료로 사용하여 현재 사용 중인 DOELAP 알고리즘과 WIN 알고리즘으로 수정체 등가선량을 평가하였으며 두 알고리즘 간의 상대오차를 확인하였다.

대상 데이터

표 4는 성능검사에 사용된 TLD 판독값 중 베타선장 및 광자/베타 혼합선장의 데이터를 각각의 알고리즘으로 평가한 결과로 방사선장, 수정체 등가선량 및 두 알고리즘으로 평가한 수정체 등가선량의 상대오차를 나타낸다. 본 성능검사에 사용된 베타선장은 ⁹⁰Sr/⁹⁰Y이다.
본 실험에 사용된 입력 자료는 실제 성능검사에 사용된 TLD 소자반응도이며 표 2로 나타내었다.
국내에서 사용하고 있는 다중소자 TLD 시스템은 제작사에 따라 Harshaw TLD 시스템과 Panasonic TLD 시스템 2가지 형태이다. 본 실험에서는 Harshaw사의 TLD 중 8814 type을 사용하였다. Harshaw 8814 TLD는 8805 선량계 그룹에 속하며 4개의 열형광소자(TL element)로 구성되어 있다.

이론/모형

수정체 등가선량은 외부피폭을 감시하기 위한 방법으로 일반적으로 사용되는 TLD의 소자반응도를 선량평가 알고리즘에 적용하여 평가할 수 있다. 이를 위해 본 논문에서는 현재 상용 중인 Harshaw 판독시스템의 선량평가 알고리즘으로부터 수정체 등가선량을 계산하기 위한 모듈을 분리하여 프로그램을 작성하였으며 입력자료는 성능검사에 사용된 Harshaw 다중소자 TLD의 소자반응도를 활용하였다.

성능/효과

84%에 있었다. 3번 TLD는 DOELAP 알고리즘으로 평가하였을 때 방사선장을 저에너지 광자/베타 혼합방사선장(LEPB)으로 인식하였으며 두 알고리즘 간의 수정체 등가선량의 상대오차는 48.84%로 가장 크게 나타났다.
WIN 알고리즘으로 평가 시 광자/베타 혼합선장으로 평가된 데이터들은 DOELAP 알고리즘에서 9번 TLD를 제외하고 모두 광자/베타 혼합선장으로 일치하였으며 수정체 등가선량의 상대오차 범위는 -3.41~32.41%에 있었다. 9번 TLD는 WIN 알고리즘에서는 광자/베타 혼합선장으로 인식하였지만 DOELAP 알고리즘에서는 방사선장을 광자선장(photons)으로 평가하였다.
WIN 알고리즘으로 평가 시 베타선장으로 평가된 데이터들은 DOELAP 알고리즘으로 평가 시 3번 TLD를 제외하고 모두 베타선장으로 일치 하였으며 알고리즘 간 수정체 등가선량의 상대오차 범위는 16.49~48.84%에 있었다. 3번 TLD는 DOELAP 알고리즘으로 평가하였을 때 방사선장을 저에너지 광자/베타 혼합방사선장(LEPB)으로 인식하였으며 두 알고리즘 간의 수정체 등가선량의 상대오차는 48.
그 결과 최소 -3.41%에서 최대 48.84% 오차 범위에 있는 것으로 나타났다. 개인선량계에 의한 심부 및 표층선량의 국내 성능검사 합격기준이 ± 50% 내에서 평가되고 있기 때문에 새로운 선량평가 모듈이 개발되기 전까지는 현재의 선량평가 알고리즘으로 수정체 등가선량 평가하여도 가능할 것으로 판단된다.
9번 TLD는 WIN 알고리즘에서는 광자/베타 혼합선장으로 인식하였지만 DOELAP 알고리즘에서는 방사선장을 광자선장(photons)으로 평가하였다. 또한 6번 TLD는 두 알고리즘 간의 수정체 등가선량의 상대오차가 (32.41%) 광자/베타 혼합선장 데이터 중 가장 큰 값으로 나타났다.
본 연구에서 사용된 기준 베타선장 및 광자/베타 혼합선장의 성능검사 TLD 판독값들은 대체로 WIN 알고리즘이 DOELAP 알고리즘과 비교하였을 때 수정체 등가선량을 높게 평가하는 것으로 확인되었다. 성능검사에 사용된 베타선장 및 광자/베타 혼합선장의 알고리즘으로 평가된 수정체 등가선량의 상대오차 분포는 그림 3과 같다.
프로그램의 source file은 Visual C++를 이용하여 TLD 판독 raw data의 입출력이 용이하도록 작성하였다. 작성한 프로그램의 정확도는 실제 판독기관이 평가한 판독값을 기준으로 비교 시 상대오차는 0.1%로 확인하였다.

후속연구

개인선량계에 의한 심부 및 표층선량의 국내 성능검사 합격기준이 ± 50% 내에서 평가되고 있기 때문에 새로운 선량평가 모듈이 개발되기 전까지는 현재의 선량평가 알고리즘으로 수정체 등가선량 평가하여도 가능할 것으로 판단된다.
따라서 수정체 선량을 보다 정확하게 평가하기 위해서는 수정체의 위치 및 물성을 고려한 새로운 팬텀, 중성자를 포함하는 다양한 방사선장을 이용한 기준조사 및 수정체 등가선량을 고려해서 현재 사용하는 알고리즘을 개선, 보완해야 할 필요가 있다. 아직까지 국제적으로 수정체 등가선량을 평가하는 절차가 마련되지 않았으므로 수정체 등가선량을 적절히 평가할 수 있는 규정된 선량환산계수 및 성능검사 기준을 국제단위의 협의를 통해 수립되어야 할 것이다. 또한 수정체 등가선량의 하향조정의 중요성을 감안 시 국내에서도 ICRP 신권고에 따라 적절한 수정체 등가선량 평가 방안 및 합리적인 방호 방안을 새롭게 검토해야 할 필요가 있다.
또한 수정체 등가선량의 하향조정의 중요성을 감안 시 국내에서도 ICRP 신권고에 따라 적절한 수정체 등가선량 평가 방안 및 합리적인 방호 방안을 새롭게 검토해야 할 필요가 있다. 이를 위해 현재 가용한 수정체 등가선량에 관한 정보의 활용과 적절한 기록 및 관리체계를 구축해야 할 것이다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	새로운 선량평가 모듈이 개발되기 전까지는 현재의 선량평가 알고리즘으로 수정체 등가선량 평가하여도 가능할 것으로 판단되는 이유는?	84% 오차 범위에 있 는 것으로 나타났다. 개인선량계에 의한 심부 및 표층선 량의 국내 성능검사 합격기준이 ± 50% 내에서 평가되고 있기 때문에 새로운 선량평가 모듈이 개발되기 전까지는 현재의 선량평가 알고리즘으로 수정체 등가선량 평가하 여도 가능할 것으로 판단된다. 그러나 2000년 이후 국제 적으로 개인선량계의 성능검사의 합격기준을 ± 30% 이내로 낮추어 정확성을 높이고 있기 때문에 48.
	2011년 4월에 국제방사선방호위원회에서 발표한 내용은 무엇인가?	2007년 국제방사선방호위원회(International Commission on Radiological Protection, ICRP)의 103 권고[2]에서는 눈의 방사선 민감성에 대한 새로운 데이터가 도출될 것을 예고하였으며 그 에 따라 수정체 등가선량한도의 관점에서 중요성을 재검토할 것이라고 언급하였다. 2011년 4월 ICRP에서 발표한 조직반응에 대한 성명서(statement on tissue reactions)[3]에서 장기간의 관찰과 최근 가용한 역학 조사들의 결과를 통해 수정체 조직반응의 문턱선량(threshold dose)을 0.5 Gy로 낮추었고, 수정체 등가선량한도를 “정 해진 5년 기간 동안 평균해서 연간 20 mSv, 그 중 어느 한 해에도 50 mSv를 초과하지 않아야 한다”로 하향 조정하여 권고하였다. 국제원자력기구(International Atomic Energy Agency, IAEA)의 기본안전기준(Basic Safety Standards, BSS) 2011년 개정판[4]에서도 ICRP의 조직반응에 대한 성명서를 통해 발표된 내용을 수용하여 직무 피폭과 일반인 피폭에 있어 수정체 등가선량한도를 “각각 연간 20 mSv 및 15 mSv”의 요건으로 제시하였다.
	수정체 등가선량이란?	수정체 등가선량은 외부피폭을 감시하기 위한 방법으로 일반적으로 사용되는 TLD의 소자반응도를 선량평가 알고리즘에 적용하여 평가할 수 있다. 이를 위해 본 논문에서는 현재 상용 중인 Harshaw 판독시스템의 선량평가 알고리즘으로부터 수정체 등가선량을 계산하기 위한 모듈을 분리하여 프로그램을 작성하였으며 입력자료는 성능검사에 사용된 Harshaw 다중소자 TLD의 소자반응도를 활용하였다.

참고문헌 (18)

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상세보기
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WIN Algorithms : Dose calculation algorithm for types 8805, 8810, 8814 and 8815 dosimeters. (ALGM-W05-U-0903-001). Thermo Electron Corporation. 2003.
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American National Standards Institute. American standard personnel dosimetry performance criteria for testing. ANSI N13.11-2001. 2001.

저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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