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문제 정의
- 본 연구는 영상의학과에서 사용하는 Χ선용 납 앞치마을 핵의학과에서도 사용하고 있다는 점에 착안하여 방사성동위원소의 종류 즉, γ선 에너지에 따라 납 앞치마의 차폐율을 분석하여 방호효과를 알아보고자 한다.
- 이렇듯 본 연구에서는 각기 다른 에너지 특성이 있음에도 불구하고 모두 Χ선용 납 앞치마를 사용하고 있는 점에 착안하여 실험을 진행하였다.
제안 방법
- 3) Dose calibrator를 이용하여 방사성동위원별로 각각 370 MBq(10 mCi), 111 MBq(3 mCi)의 방사능량을 측정하여 배치시켰다.
- 5) 각 실험 조건별(방사성동위원소 종류별)에 따라 납 앞치마의 차폐율을 10회 반복 측정하였다.
- 방사성동위원소의 방사능량을 측정하기 위해 Fig. 2a와 같이 Dose calibrator(CRCⓇ-15R, Capintec, USA)를 이용하였고, 납 앞치마의 차폐율을 측정하기 위한 검출기로 국가측정표준대표기관(KRISS)으로부터 2016년 4월 14일에 교정을 받은 GM-Tube식 Digital survey meter(Inspector, SE international, USA)를 사용하였다(Fig. 2b).
- 본 연구는 납 앞치마의 차폐율을 방사성동위원소 종류별로 실험을 하였다. 현재 핵의학과에서 사용하고 있는 납 앞치마는 진단 Χ선용으로 평균 차폐율은 99mTc이 31.
- 현재 5곳의 병원(a∼e) 핵의학과에서 사용하고 있는 납 앞치마 중에서 육안형태 검사를 통과한 것 중 납 당량이 모두 0.35 ㎜Pb인 1개를 무작위 선택하여 차폐율을 측정하였다(Fig. 1).
대상 데이터
- 99mTc은 Ultra-Technekow (Fujifilm Ri Pharma, Japan)에서 용출한 370 MBq(10 mCi), 18F은 18F-FDG 형태로(Nambuk Medical, Korea) 공급된 370 MBq(10 mCi), 131I과 201Tl, 123I은 한국원자력연구원과 한국원자력의학원에서 생산된 111 MBq(3 mCi)을 사용하였다.
- 핵의학과에서 사용중인 99mTc(140 keV), 18F(511 keV), 131I(364 keV-γ선), 201Tl(135, 167 keV), 123I(159 keV) 5종류의 방사성동위원소를 이용하였다.
이론/모형
- 납 앞치마의 차폐율 실험은 KS A 4025(Χ선 방어용품류의 납 당량 시험 방법)의 규정에 따라 Fig. 3(a)과 같이 방사성동위원소 별로 납 앞치마 5곳에 대하여 10회 반복 측정하여 평균값을 냈다.
성능/효과
- 63%로 나타났다. 131I의 차폐율은 납 앞치마를 사용했을 경우가 오히려 선량률이 평균 33.72% 가 증가되어 나타났고 18F의 경우 평균 차폐율이 -0.315%으로 나타나 차폐효과가 거의 없는 것으로 나타났다.
- 4) 납 앞치마의 위치는 측정기 앞 2 ㎝가 되도록 설치하였고, 납 앞치마의 납 당량은 모두 0.35 ㎜Pb를 사용하였다.
- 99mTc과 201Tl, 123I은 종사자들의 피폭선량을 일부 저감시켜 주어 차폐효과를 나타낼 수 있지만 131I과 18F의 경우에는 2차선으로 인한 선량이 증가하여 차폐율이 감소하는 것으로 나타났다. 따라서 본 연구 결과를 토대로 핵의학 작업종사자들이 기존의 방사선 방호효과가 미미한 Χ선용 납 앞치마를 착용해 오히려 피폭선량을 증가시키는 잘못된 행위를 방지할 것으로 생각되고, 효과적인 방사선 방호와 작업능률을 더욱더 높일 수 있는 계기가 될 것이며, 앞으로 추가연구를 통해 핵의학 작업종사자들의 안전성을 더욱 확보할 수 있는 방안이 필요하다.
- 99mTc의 차폐율 측정 결과는 Fig. 4와 같이 납 앞치마를 두지 않았을 경우(non apron)와 0.35 ㎜Pb를 두었을 경우에 각각 선량률은 a병원 4.692 mR/hr, 3.084 mR/hr이었고, b병원 4.721 mR/hr, 3.015 mR/hr이었다. c병원은 4.
- 각 병원별 납 앞치마의 차폐율(shield rate)을 분석한 결과는 a병원 34.32%, b병원 36.22%, c병원 27.38 %, d병원 27.77%, e병원 32.27%로 나타나 평균 차폐율이 31.59%를 보였다.
- 612 mR/hr으로 측정되었다. 각 병원별 납 앞치마의 차폐율을 분석할 결과는 a병원 0.48%, b병원 -0.32%, c병원 0.51 %, d병원 -0.09%, e병원 -0.39%로 나타나 차폐효과가 거의 없는 것 (평균 차폐율: -0.315%)으로 나타났다.
- 684 mR/hr으로 측정되었다. 각 병원별 납 앞치마의 차폐율을 분석할 결과는 a병원 64.66%, b병원 71.62%, c병원 71.06%, d병원 64.71%, e병원 70.03%의 차폐율을 보여 평균 68.42%의 차폐율을 나타냈다.
- 각 병원별 납 앞치마의 차폐율을 분석할 결과는 a병원 73.75%, b병원 74.93%, c병원 79.46%, d병원 77.59%, e병원 77.42%의 차폐율을 나타냈다. 따라서 평균 76.
- 752 mR/hr으로 측정되었다. 각 병원별 차폐율을 분석할 결과는 a병원 -39.84%, b병원 -30.93%, c병원 -27.20%, d병원 -37.17%, e병원 -33.45%로 나타나 납 앞치마를 사용했을 때 오히려 선량률이 평균 33.72%가 증가되어 나타났다.
- 이렇듯 본 연구에서는 각기 다른 에너지 특성이 있음에도 불구하고 모두 Χ선용 납 앞치마를 사용하고 있는 점에 착안하여 실험을 진행하였다. 결과에 제시했듯이 저에너지 방사성동위원소 ( 99mTc, 201Tl, 123I)에서는 일부 차폐효과가 있는 것으로 나타났으나 X선을 이용한 실험 17,18) 에서처럼 90% 이상의 차폐율은 보여주지 못했다. 고에너지 방사성동위원소 중 18F을 이용한 차폐율 실험은 그 에너지가 매우 강하기 때문에 차폐효과가 거의 없는 것으로 나타났는데 이는 선행연구 19) 와 같은 결과로 나타냈고, 이 등의 연구 20) 와는 다소 상이한 결과를 나타냈다.
- 결론적으로 차폐율이 높은 방사성동위원소의 순서는 123I, 201Tl, 99mTc, 18F, 131I이었다. 99mTc과 201Tl, 123I은 종사자들의 피폭선량을 일부 저감시켜 주어 차폐효과를 나타낼 수 있지만 131I과 18F의 경우에는 2차선으로 인한 선량이 증가하여 차폐율이 감소하는 것으로 나타났다.
- 42%의 차폐율을 나타냈다. 따라서 평균 76.63%의 차폐율을 보여 123 I의 차폐율이 가장 높게 나타났다.
후속연구
- 따라서 본 연구 결과를 토대로 핵의학 작업종사자들이 기존의 방사선 방호효과가 미미한 Χ선용 납 앞치마를 착용해 오히려 피폭선량을 증가시키는 잘못된 행위를 방지할 것으로 생각되고, 효과적인 방사선 방호와 작업능률을 더욱더 높일 수 있는 계기가 될 것이며, 앞으로 추가연구를 통해 핵의학 작업종사자들의 안전성을 더욱 확보할 수 있는 방안이 필요하다. 끝으로 핵의학과에서 사용하는 납 앞치마의 규격을 γ선 기준에 맞도록 하는 제도화가 필요할 것으로 사료된다.
- 따라서 본 연구 결과를 토대로 핵의학 작업종사자들이 기존의 방사선 방호효과가 미미한 Χ선용 납 앞치마를 착용해 오히려 피폭선량을 증가시키는 잘못된 행위를 방지할 것으로 생각되고, 효과적인 방사선 방호와 작업능률을 더욱더 높일 수 있는 계기가 될 것이며, 앞으로 추가연구를 통해 핵의학 작업종사자들의 안전성을 더욱 확보할 수 있는 방안이 필요하다.
- 따라서 핵의학 작업종사자들은 외부피폭 방어 3원칙을 고려하여 납 앞치마 착용으로 인해, 오히려 피폭선량이 증가될 우려가 있는 경우 차라리 납 앞치마를 착용하지 말고 최단시간에 작업을 끝낼 수 있는 반복훈련(cold-run training) 및 모의훈련(mock-up training)을 통하여 피폭선량을 최소화 하도록 해야 할 것이다. 또한 γ선을 차폐하기 위해 두껍고 무거운 납 앞치마를 착용하기에는 현실적으로 힘들기 때문에 올바른 피폭방지를 위하여 핵의학 환경 즉, 방사성 동위원소의 특성에 맞는 핵의학 전용 납 앞치마의 개발이 요구된다.
- 추후 연구에서는 방사성동위원소 종류별에 따른 차폐제의 물질성분을 알아내는 연구와 실험이 필요할 것으로 생각되고 실험 부분에서 방사성동위원소를 방사시킬 때 4π 방향이 아닌 좁은 선 선원의 형태로 투과하여 실험한다면 더 정확한 측정값을 얻을 수 있을 것으로 생각된다.
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