[국내논문]저에너지X선 영역에서 유리선량계의 preheat과 Non-preheat과의 시간에 따른 build up 특성에 관한 연구 Experimental study on build up characteristic of glass dosimeter of preheat and Non-preheat in low energy according to delay time원문보기
본 논문은 유리선량계를 이용하여 장기간에 걸쳐 방사선의 누적선량측정 시 예비가열(preheat)과정을 수행한 선량값과 예비가열을 수행하지 않은(non-preheat)선량값을 30일간 시간에 따른 선량변화와 빌드업 특성을 비교 평가함을 목적으로 하였다. 저 선량의 0.1 mGy, 1 mGy, 5 mGy의 선량을 얻기 위해 진단용 발생장치 AccuRay-650R을 사용하였다. 관전압, 관전류 조건으로 각각의 10개 총 30개의 유리선량계 GD SC-1에 조사하여 장시간에 걸쳐 빌드업 특성을 비교하였다. 예비가열을 거치지 않은 저선량의 유리선량에서 초기 판독선량값은 조사된 선량값에 미치지 못하다가 시간이 지남에 따라 점차 조사된 선량값으로 증가하는 것으로 나타냈다. 이후 실험 종료 후 예비가열을 실시한 값과 차이를 보이지는 않았으며 통계적으로도 유의한 차이는 없었다(p>0.05). 예비가열을 거친 저선량의 유리선량에서 초기 판독선량은 조사된 선량값에 근접하였고 일정한 안정상태를 보인 후 15일이 경과한 이후 부터는 점차 증가하는 것으로 나타냈다. 결론적으로 앞서 보고된 유리선량계의 특성들은 고에너지영역의 고선량에서 유리선량계의 특성들에 관한 내용으로 본 논문에서는 저에너지를 사용해서 저 선량의 누적 선량을 장시간 측정하고자 하면 예비가열을 실시하지 않고 판독을 해도 무방할 것으로 판단 사료된다.
본 논문은 유리선량계를 이용하여 장기간에 걸쳐 방사선의 누적선량측정 시 예비가열(preheat)과정을 수행한 선량값과 예비가열을 수행하지 않은(non-preheat)선량값을 30일간 시간에 따른 선량변화와 빌드업 특성을 비교 평가함을 목적으로 하였다. 저 선량의 0.1 mGy, 1 mGy, 5 mGy의 선량을 얻기 위해 진단용 발생장치 AccuRay-650R을 사용하였다. 관전압, 관전류 조건으로 각각의 10개 총 30개의 유리선량계 GD SC-1에 조사하여 장시간에 걸쳐 빌드업 특성을 비교하였다. 예비가열을 거치지 않은 저선량의 유리선량에서 초기 판독선량값은 조사된 선량값에 미치지 못하다가 시간이 지남에 따라 점차 조사된 선량값으로 증가하는 것으로 나타냈다. 이후 실험 종료 후 예비가열을 실시한 값과 차이를 보이지는 않았으며 통계적으로도 유의한 차이는 없었다(p>0.05). 예비가열을 거친 저선량의 유리선량에서 초기 판독선량은 조사된 선량값에 근접하였고 일정한 안정상태를 보인 후 15일이 경과한 이후 부터는 점차 증가하는 것으로 나타냈다. 결론적으로 앞서 보고된 유리선량계의 특성들은 고에너지영역의 고선량에서 유리선량계의 특성들에 관한 내용으로 본 논문에서는 저에너지를 사용해서 저 선량의 누적 선량을 장시간 측정하고자 하면 예비가열을 실시하지 않고 판독을 해도 무방할 것으로 판단 사료된다.
The Purpose of this study was to evaluate by comparing the dose change and build up characteristic according to delay time in 30 days of glass dosimeter processed preheat and non preheat when measuring accumulation dose of radiation by using glass dosimeter over the long haul. For obtaining low dose...
The Purpose of this study was to evaluate by comparing the dose change and build up characteristic according to delay time in 30 days of glass dosimeter processed preheat and non preheat when measuring accumulation dose of radiation by using glass dosimeter over the long haul. For obtaining low dose with 0.1 mGy, 1 mGy and 5 mGy, we employed diagnostic generator AccuRay-650R. We compared the build up characteristic over the long haul by exposuring radiation to 30 glass dosimeters sorted into 10 glass dosimeters per tube voltage and current. In Non preheat glass dosimeter, initial measured dose was inferior to exposed dose but as time goes on, was close to exposed dose steadily. In 72 hour after experiment end, non preheat glass dosimeters were not indicated the difference from preheat glass dosimeters and statistical analysis were meaningful (p>0.05). Initial measured dose for low glass dosimeter processed preheat was close to exposed dose and stable. After 15 days dose was gradually increased. Previous study characteristics of glass dosimeter were with respect to characteristic of glass dosimeter in high dose of high energy area. However, in this study, we make a judgment to measure the dose of glass dosimeter without preheat processing when measuring the accumulation dose of low dose in conclusion.
The Purpose of this study was to evaluate by comparing the dose change and build up characteristic according to delay time in 30 days of glass dosimeter processed preheat and non preheat when measuring accumulation dose of radiation by using glass dosimeter over the long haul. For obtaining low dose with 0.1 mGy, 1 mGy and 5 mGy, we employed diagnostic generator AccuRay-650R. We compared the build up characteristic over the long haul by exposuring radiation to 30 glass dosimeters sorted into 10 glass dosimeters per tube voltage and current. In Non preheat glass dosimeter, initial measured dose was inferior to exposed dose but as time goes on, was close to exposed dose steadily. In 72 hour after experiment end, non preheat glass dosimeters were not indicated the difference from preheat glass dosimeters and statistical analysis were meaningful (p>0.05). Initial measured dose for low glass dosimeter processed preheat was close to exposed dose and stable. After 15 days dose was gradually increased. Previous study characteristics of glass dosimeter were with respect to characteristic of glass dosimeter in high dose of high energy area. However, in this study, we make a judgment to measure the dose of glass dosimeter without preheat processing when measuring the accumulation dose of low dose in conclusion.
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문제 정의
이에 본 연구에서는 유리선량계를 이용하여 저에너지 저선량의 환경방사선에 대한 선량측정에 있어 장기간에 걸쳐 방사선의 누적선량측정 시 예비가열(preheat)과정을 수행한 선량값과 예비가열을 수행하지 않은(non-preheat) 선량값을 30일간 시간에 따른 선량변화에 따른 빌드업 특성을 비교 평가하여 유리선량계를 이용하여 장시간 선량 평가에도 예비가열을 하지 않고도 빠른 시간에 저선량에 대한 유리선량계의 특성을 평가하고자 한다.
따라서 본 연구는 장기간에 걸쳐 방사선작업실 또는 환경방사선에 대한 저선량의 누적선량을 측정할 때 예비가열을 거친 판독선량과 예비가열을 거치지 않은 판독선량과의 빌드업특성과 형광량 안정과의 관계를 파악하고자 하였다. 예비가열을 거치지 않은 저선량의 유리선량에서 초기 판독선량값은 조사된 선량값에 미치지 못하다가 시간이 지남에 따라 점차 조사된 선량값으로 증가하는 것으로 나타냈다.
제안 방법
방사선선량측정은 다기능 QA 측정기(RTI Electronic, Sweden)인 Piranha 657의 external detector로 측정하였고, 오차범위가 ± 5% 이내이며 선량 측정범위는 최소 0.5 μGy에서부터 최대 1500 Gy까지 측정이 가능하다.
5%이하이다. 정확한 측정을 위해 실험 전 사용될 유리선량계 소자를 전기로 NEW-3C (Hayashi Denko Co, LTD, Japan)를 이용하여 열처리과정(400℃, 1시간)에 의해 혹시 남아있을 선량을 제거하였다. 예비가열기로 DKN402 (Yamato Scientific.
Table 4와 같이 저 선량의 0.1 mGy, 1 mGy, 5 mGy의 선량을 얻기 위해 관전압 관전류의 선택은 각각 10회 조사하였으며 측정치의 변동폭은 ±5% 오차이내에 포함되었다.
저 선량의 0.1 mGy, 1 mGy, 5 mGy의 선량을 얻기 위해 진단용 발생장치 AccuRay-650R을 이용하였으며, 선량측정은 다기능 QA 측정기인 Piranha 657의 external detector로 측정 하였다. Fig.
1과 같이 측정조건은 선원과 표면간의 거리(SSD: Source to surface distance)가 100cm일 때 조사면 10 × 10 cm2로 하였다. Table 1과 같이 관전압과 관전류를 조절하여 각각의 선량을 구하였는데 이는 진단용 발생장치의 재현성을 위해 각각 10회 조사하여 평균값을 얻었으며, Table 2와 같이 관전압, 관전류 조건으로 각각의 10개 총 30개의 유리선량계 GD SC-1에 조사하였다.
조사된 유리선량계 GD SC-1을 두 그룹으로 나누고 한 그룹은 예비가열 없이(Non-preheat)바로 측정을 하고, 다른 한 그룹은 측정 전에 예비가열(preheat)을 거쳐 측정을 하였다. Table 3과 같이 두 그룹간의 선량차이와 시간에 따른 build up 특성을 비교하기 위해 30일간 평가하였다.
조사된 유리선량계 GD SC-1을 두 그룹으로 나누고 한 그룹은 예비가열 없이(Non-preheat)바로 측정을 하고, 다른 한 그룹은 측정 전에 예비가열(preheat)을 거쳐 측정을 하였다. Table 3과 같이 두 그룹간의 선량차이와 시간에 따른 build up 특성을 비교하기 위해 30일간 평가하였다.
Non-preheat선량을 30일 후 측정한 선량값과 실험 종료 후 바로 preheat을 시행하여 얻은 선량값을 비교분석하였다. 통계적 분석방법은 SPSS 12.
현재 보고된 유리선량계의 특성실험으로 고에너지, 고선량의 표준선원 CO-60감마선을 기준으로 하기 때문에 저에너지 표준조사선원을 이용한 직접적인 선량특성이 어려워 진단영역에서 사용하는 진단용 방사선 발생장치를 이용하였다.
본 실험에서 사용된 각각의 관전압, 관전류의 설정된 조건에서 방사선량이 일정하게 나오는지 알아보기 위해 재현성 시험을 10회 반복 측정하였으며[10], 재현성시험은 공식에 의해 변동계수CV(Calculate co-efficiency of variation, CV)를 계산하였다. 또한 측정치의 변동폭이 ±5% 이내 여야 하는데 이번 시험에 사용된 방사선 발생장치는 오차범위이내 모두 포함되어 방사선 발생장치의 조사선량의 재현성은 우수하였음을 알 수 있다.
유리선량계는 일반적으로 선량측정범위가 10 μGy ~10 Gy로 측정범위가 넓고 열형광선량계에 비해 반복적으로 판독이 가능하며, 소자간 재현성이 우수하며 또한 퇴행현상이 거의 없고 주변 환경의 온도에도 크게 영향을 받지 않는 특징이 있다[11,12]. 이러한 특징을 나타내는 유리선량계는 인산유리에 Ag를 입힌 것으로 전리방사선에 조사되면 방사선의 흡수량에 비례하여 발광중심이 형성되어 이것에 자외선(Ultraviolet rays, 이하 UV)을 비추면 장파장의 형광이 방출되는 현상을 이용하여 측정한다. 그 후로 은활성인산염 Glass에 전리방사선이 조사 되면 전자 e 와 정공 hPO4가 생성되고 전자는 유리구조 내의 Ag+에 포획되어 Ago가 되며 정공은Ag+에 포획되거나 시간이 경과함에 따라 Ag+로 진행되어 보다 안정적인 Ag++를 형성한다.
본 연구에서 유리선량계는 판독 전에 형광량을 안정화시키기 위해 30분 동안 70℃에서 예열시키는 과정을 거치고 예열이 끝나면 실온에서 1 ~ 2시간 후 냉각시켜 판독을 실시한다. 이러한 과정을 거쳐 실험한 연구결과에서 라정은 등의 연구에서는 유리선량에 2 Gy를 조사하여 12일 동안 유리선량의 재현성에 차이가 없다고 보고하였고, 판독기의 안정성 유지 및 측정변수의 영향은 크지 않은 것으로 나타났으며, 이 논문의 선행연구로 저자 등은 저선량 1 mGy, 3 mGy, 4 mGy에서의 3일 동안의 재현성실험을 한 결과 차이가 없다고 보고하였다[15].
대상 데이터
실험에 사용된 유리선량계(AGC Techno Glass Co, Japan)는 SC-1 모델로 30 mm × 40 mm × 9 mm 크기 이며 사각모형으로 측정이 가능한 에너지는 00000000선과 X선이며 범위는 30 keV∼3 MeV 이고 측정 선량 범위는 1 μGy∼10 Gy / 1 μSv∼1 Sv이다.
정확한 측정을 위해 실험 전 사용될 유리선량계 소자를 전기로 NEW-3C (Hayashi Denko Co, LTD, Japan)를 이용하여 열처리과정(400℃, 1시간)에 의해 혹시 남아있을 선량을 제거하였다. 예비가열기로 DKN402 (Yamato Scientific. LTD, Japan)를 사용하였다. 판독장치로는 FGD-202(AGC Techno Glass Co, Japan)를 사용하였고 판독 가능 선량범위는 1 μGy∼10 Gy / 1 μSv∼1 Sv이다.
방사선조사 장치로는 AccuRay-650R(Dong Kang, Korea)을 이용하였는데 이는 진단용 방사선 발생장치로 고주파 인버터 (Hight Frequency Inverter Type)3상 방식으로 초점의 크기는 0.6 mm이고 양극의 target 재질은 텅스텐(W)이며 고유여과 (inherent filtration)는 0.9 mmAl이고 부과여과 (additional filtration)는 1.5 mmAl를 갖는다.
데이터처리
Non-preheat선량을 30일 후 측정한 선량값과 실험 종료 후 바로 preheat을 시행하여 얻은 선량값을 비교분석하였다. 통계적 분석방법은 SPSS 12.0 프로그램을 이용하여 t-test를 시행하여 p값이 .05보다 큰 경우 유의한 차이가 없는 것으로 판단하였다.
SPSS 12.0 프로그램을 이용하여 각 선량별 t-test를 시행하였다[Table 5]. p값이 .
성능/효과
따라서 본 연구는 장기간에 걸쳐 방사선작업실 또는 환경방사선에 대한 저선량의 누적선량을 측정할 때 예비가열을 거친 판독선량과 예비가열을 거치지 않은 판독선량과의 빌드업특성과 형광량 안정과의 관계를 파악하고자 하였다. 예비가열을 거치지 않은 저선량의 유리선량에서 초기 판독선량값은 조사된 선량값에 미치지 못하다가 시간이 지남에 따라 점차 조사된 선량값으로 증가하는 것으로 나타냈다. 이후 실험 종료후 예비가열을 실시한 값과 차이를 보이지는 않았다.
Preheat 선량의 시간에 따른 선량변화는 Fig. 2와 같이 방사선 조사 후 즉시 판독한 유리선량계의 선량은 각각 조사된 선량값에 근접하였고 일정기간 15일이 경과한 이후부터는 점차 증가하는 것으로 나타냈다.
또한 측정치의 변동폭이 ±5% 이내 여야 하는데 이번 시험에 사용된 방사선 발생장치는 오차범위이내 모두 포함되어 방사선 발생장치의 조사선량의 재현성은 우수하였음을 알 수 있다.
Non preheat 유리선량계 선량의 시간에 따른 선량변화는 Fig. 3과 같이 방사선 조사 후 즉시 판독한 유리선량계의 선량은 모두 조사된 선량에 미치지 못하였고 시간이 지나갈수록 점차 조사된 선량값에 도달하여 안정화됨을 보였다. Fig.
이후 실험 종료후 예비가열을 실시한 값과 차이를 보이지는 않았다. 그리고 예비가열을 거친 저선량의 유리선량에서 초기 판독선량은 조사된 선량값에 근접하였고 일정한 안정상태를 보인 후 15일이 경과한 이후 부터는 점차 증가하는 것으로 나타냈다. 두 그룹 모두 퇴행현상은 나타나지 않았다.
후속연구
두 그룹 모두 퇴행현상은 나타나지 않았다. 따라서 앞서 보고된 유리선량계의 특성들은 고에너지영역의 고선량에서 유리선량계의 특성들에 관한 특징을 가지고 있지만, 저에너지를 사용하여 저 선량 누적 선량을 장시간 측정하고자 한다면 예비가열을 실시하지 않고 판독을 해도 무방할 것으로 판단되며, 이는 저에너지 영역에서의 빌드업 특성을 알기위해서 장시간에 걸쳐 환경방사선에 대한 저선량의 누적선량을 측정할 수 있는 기준이 될 것으로 사료된다.
결론적으로 본 연구는 장기간에 걸쳐 방사선작업실 또는 환경방사선에 대한 저선량의 누적선량을 측정할 때 예비가열을 거친 판독선량과 그렇지 않은 판독선량과의 빌드업특성과 형광량 안정과의 관계를 파악하고자 하였기 때문에 기존에 연구들에 비해 단기간에 빌드업특성에 관한 실험과 차별하여 중장기간에 걸쳐 실험하여 앞서 보고된 유리선량계의 특성들은 고에너지영역의 고선량에서 유리선량계의 특성들에 관한 특징을 가지고 있지만, 저에너지를 사용하여 저 선량 누적 선량을 장시간 측정하고자 한다면 예비가열을 실시하지 않고 판독을 해도 무방할 것으로 판단되며, 이는 저에너지 영역에서의 빌드업 특성을 알기위해서 장시간에 걸쳐 환경방사선에 대한 저선량의 누적선량을 측정할 수 있는 기준이 될 것으로 사료된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
피폭방사선량을 측정하는 선량계의 종류에는 어떠한 것들이 있는가?
개인의 피폭방사선량을 측정하는데 이용되는 선량계로는 일반적으로 필름배지와 열형광선량계(Thermoluminescent Dosimeter, 이하 TLD), 유리선량계(Glass Dosimeter, 이하 GD) 등이 있으며 이중 현재 보편적으로 사용하는 선량계는 유리선량계이다. 방사선을 이용한 환자의 질병을 진단, 치료를 함에 있어 환자 및 방사선 작업종사자의 단시간 동안의 방사선피폭선량을 측정하는데 사용되어왔다[1].
선량계는 어떻게 활용되는가?
개인의 피폭방사선량을 측정하는데 이용되는 선량계로는 일반적으로 필름배지와 열형광선량계(Thermoluminescent Dosimeter, 이하 TLD), 유리선량계(Glass Dosimeter, 이하 GD) 등이 있으며 이중 현재 보편적으로 사용하는 선량계는 유리선량계이다. 방사선을 이용한 환자의 질병을 진단, 치료를 함에 있어 환자 및 방사선 작업종사자의 단시간 동안의 방사선피폭선량을 측정하는데 사용되어왔다[1].
유리선량계의 특징은 무엇인가?
유리선량계는 일반적으로 선량측정범위가 10 μGy ~10 Gy로 측정범위가 넓고 열형광선량계에 비해 반복적으로 판독이 가능하며, 소자간 재현성이 우수하며 또한 퇴행현상이 거의 없고 주변 환경의 온도에도 크게 영향을 받지 않는 특징이 있다[11,12]. 이러한 특징을 나타내는 유리선량계는 인산유리에 Ag를 입힌 것으로 전리방사선에 조사되면 방사선의 흡수량에 비례하여 발광중심이 형성되어 이것에 자외선(Ultraviolet rays, 이하 UV)을 비추면 장파장의 형광이 방출되는 현상을 이용하여 측정한다.
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