The present study made a phantom for gamma ray of 140 keV radiated from $^{99m}Tc$, examined shielding effect of lead by thickness of the shielding material, and measured surface dose and depth dose by body depth. The OSL Nano Dot dosimeter was inserted at 0, 3, 15, 40, 90, and 180 mm dep...
The present study made a phantom for gamma ray of 140 keV radiated from $^{99m}Tc$, examined shielding effect of lead by thickness of the shielding material, and measured surface dose and depth dose by body depth. The OSL Nano Dot dosimeter was inserted at 0, 3, 15, 40, 90, and 180 mm depths of the phantom, and when there was no shield, 0.2 mm lead shield, 0.5 mm lead shield, The depth dose was measured. Experimental results show that the total cumulative dose of dosimeters with depth is highest at 366.24 uSv without shield and lowest at 94.12 uSv with 0.5 mm lead shield. The shielding effect of 0.2 mm lead shielding was about 30.18% and the shielding effect of 0.5 mm lead shielding was 74.30%, when the total sum of the accumulated doses of radiation dosimeter was 100%. The phantom depth and depth dose measurements showed the highest values at 0 mm depth for all three experiments and the dose decreases as the depth increases. This study proved that the thicker a shielding material, the highest its shielding effect is against gamma ray of 140 keV. However, it was known that shielding material can't completely shield a body from gamma ray; it reached deep part of a human body. Aside from the International Commission on Radiation Units and Measurements (ICRU) recommending depth dose by 10 mm in thickness, a plan is necessary for employees working in department of nuclear medicine where they deal with gamma ray, which is highly penetrable, to measure depth dose by body depth, which can help them manage exposed dose properly.
The present study made a phantom for gamma ray of 140 keV radiated from $^{99m}Tc$, examined shielding effect of lead by thickness of the shielding material, and measured surface dose and depth dose by body depth. The OSL Nano Dot dosimeter was inserted at 0, 3, 15, 40, 90, and 180 mm depths of the phantom, and when there was no shield, 0.2 mm lead shield, 0.5 mm lead shield, The depth dose was measured. Experimental results show that the total cumulative dose of dosimeters with depth is highest at 366.24 uSv without shield and lowest at 94.12 uSv with 0.5 mm lead shield. The shielding effect of 0.2 mm lead shielding was about 30.18% and the shielding effect of 0.5 mm lead shielding was 74.30%, when the total sum of the accumulated doses of radiation dosimeter was 100%. The phantom depth and depth dose measurements showed the highest values at 0 mm depth for all three experiments and the dose decreases as the depth increases. This study proved that the thicker a shielding material, the highest its shielding effect is against gamma ray of 140 keV. However, it was known that shielding material can't completely shield a body from gamma ray; it reached deep part of a human body. Aside from the International Commission on Radiation Units and Measurements (ICRU) recommending depth dose by 10 mm in thickness, a plan is necessary for employees working in department of nuclear medicine where they deal with gamma ray, which is highly penetrable, to measure depth dose by body depth, which can help them manage exposed dose properly.
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문제 정의
본 연구는 99mTc에서 방출되는 140 keV의 감마선을 가지고 핵의학과에서 근무하는 작업 종사자를 대신해 자체 제작한 팬텀을 이용해 납 차폐체의 두께에 따른 작업종사자의 표층선량과 인체 깊이별 선량에 대해 평가 하고, 작업종사자들을 위한 적절한 차폐 방법을 제시하기 위함이다.
본 연구에서는 99mTc에서 방출되는 140 keV의 감마선을 가지고, 팬텀을 이용해 납 차폐체의 두께에 따른 140 keV 감마선의 차폐 효과를 알아보고, Table 2에서 정의하는 기준과 별도로 Nano Dot OSL선량계를 이용해 깊이별 선량을 측정해 보고자 한다[10].
제안 방법
핵의학과에서 주로 사용되는 99mTc에서 방출되는 140keV의 감마선을 기준으로 팬텀을 제작해 3가지 실험을 통해, 납 차폐체 두께에 따른 표층선량과 깊이별 선량을 측정했다.
대상 데이터
Landauer의 Nano Dot, USA), Fig. 2와 같은 광자극발광선량계 판독기(MicroStar Reader), 99mTc 1110MBq (30 mCi) 1 cc, 가로 250㎜, 세로 180㎜, 높이 250㎜ 아크릴 재질의 자체 제작한 팬텀을 사용하였다. 팬텀은 여러 장의 아크릴 판을 겹쳐 인체의 몸통을 재현하였고, 각각의 아크릴 판에는 Nano Dot 소자를 삽입할 수 있는 구멍을 만들었다.
가로 210㎜, 세로 300㎜, 두께 0.2㎜ 납판, 가로 210㎜, 세로 300㎜, 두께0.5 ㎜ 납판, Fig. 1과 같은 광자극발광선량계 Nano Dot(Optically Stimulated Luminescence Dosimeter.
성능/효과
표층선량과 팬텀의 깊이 별 선량 측정 결과, 3가지 실험 모두 표층선량이 가장 높게 측정되었고, 이후 깊이가 깊어질수록 선량이 감소하는 것을 확인했다. 0.5㎜ 납 차폐체를 사용하는 경우 70%가 넘는 차폐 효율을 보여주고 있으나 적지 않은 양이 표층 및 심부에 도달하는 것으로 나타났다. 실험 결과, 차폐체의 두께가 두꺼울수록 선량 감소 효과가 높아지는 것으로 나타났지만 차폐효과를 높이기 위해 차폐체의 두께와 무게를 무한정 늘리는 것은 한계가 있다.
깊이별 누적 선량의 총합은 차폐체가 없는 경우 366.24uSv로 가장 높게 나왔고, 0.5 ㎜ 납 차폐체를 사용한 경우 94.12 uSv로 가장 낮은 누적 선량을 보였다. 차폐체가 없는 경우의 깊이별 선량계들의 누적 선량의 총 합을 100%라고 했을 때, 0.
5㎜ 납 차폐체를 사용하는 경우 70%가 넘는 차폐 효율을 보여주고 있으나 적지 않은 양이 표층 및 심부에 도달하는 것으로 나타났다. 실험 결과, 차폐체의 두께가 두꺼울수록 선량 감소 효과가 높아지는 것으로 나타났지만 차폐효과를 높이기 위해 차폐체의 두께와 무게를 무한정 늘리는 것은 한계가 있다.
연구 결과, 0.5㎜ 납 차폐체를 사용한 경우 가장 차폐 효율이 높았다. 깊이별 선량 분포 측정을 위해 자체 제작한 팬텀을 이용해 실제 깊이별 선량을 직접 측정했다는 점에서 의미 있는 실험이었다고 평가한다.
12 uSv로 가장 낮은 누적 선량을 보였다. 차폐체가 없는 경우의 깊이별 선량계들의 누적 선량의 총 합을 100%라고 했을 때, 0.2㎜ 납 차폐체의 경우 약 30.18%의 차폐 효율을 보였고, 0.5㎜ 납 차폐체의 경우 74.30%의 차폐 효율을 보였다.
표층선량과 팬텀의 깊이 별 선량 측정 결과, 3가지 실험 모두 표층선량이 가장 높게 측정되었고, 이후 깊이가 깊어질수록 선량이 감소하는 것을 확인했다. 0.
후속연구
07 ㎜ 깊이에서의 표층선량과 10㎜ 깊이에서의 심부선량만을 나타내고 있다. 그러나 국제방사선단위측정위원회(ICRU)에서 정의하고 있는 10㎜ 깊이에서 대표되는 심부선량 값의 기준과는 별도로 투과력이 높은 감마선을 사용하는 핵의학 작업종사자들은 깊이별 심부선량을 측정하고 관리할 수 있는 방안이 모색되어야 할 것이다.
그러나 깊이별 선량 분포 측정을 위해 자체 제작한 팬텀의 경우 정육면체로 제작되어 실제 인체의 굴곡을 재현하는데 한계가 있었고, 실제 작업종사자를 대상으로 하는 경우 팬텀의 측정값과는 다소 차이가 있을 것이라 예상된다. 또한 핵의학과 내에서 사용되는 다양한 종류의 방사성동위원소를 모두 적용하지 못하고, 99mTc에 국한되어 실험을 진행한 것은 추후 보완해야 할 점이다. 인체의 굴곡과 유사한 Rando Phantom을 사용하여 깊이별 조직 가중치를 적용해 실험을 한다면 좀 더 정확한 심부선량을 측정 할 수 있을 것이고, 더불어 다양한 종류의 방사성동위원소를 적용하여 추가적인 연구를 진행해야 할 것이다.
또한 핵의학과 내에서 사용되는 다양한 종류의 방사성동위원소를 모두 적용하지 못하고, 99mTc에 국한되어 실험을 진행한 것은 추후 보완해야 할 점이다. 인체의 굴곡과 유사한 Rando Phantom을 사용하여 깊이별 조직 가중치를 적용해 실험을 한다면 좀 더 정확한 심부선량을 측정 할 수 있을 것이고, 더불어 다양한 종류의 방사성동위원소를 적용하여 추가적인 연구를 진행해야 할 것이다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
핵의학과 작업종사자의 작업환경은 방사선 발생 장치를 사용하는 진단영역의 작업 환경과 어떤 차이가 있는가?
그러나 핵의학과 작업종사자의 작업환경은 방사선 발생장치를 사용하는 진단영역의 작업 환경과는 다소 차이가 있다[2]. 핵의학과에서 사용되는 방사성동위원소는 붕괴하면서 방사선을 방출하게 된다. 이때 방출되는 방사선은 동위원소 각각의 고유한 특성이기 때문에 작업종사자가 인위적으로 성질을 제어할 수 없다. 또한 방향성이 없기 때문에 분배나 주사 같이 작업종사자가 방사성 물질을 직접 취급하는 경우, 검사나 치료를 위해 방사성 물질을 섭취하거나 투여 받은 환자에게서 방출되는 방사선으로부터 유발되는 외부 피폭에 쉽게 노출된다[3-4].
방사선이란 무엇인가?
방사선은 물질을 투과할 수 있는 높은 에너지를 가지고 있으며, 물질과의 상호 작용을 통해 물질의 변환을 유발하는 입자선이나 전자기파로 정의된다. 인체에 방사선이 조사되면 세포 조직의 변형을 유발하거나 파괴할 수 있고, 이는 유전적 장해 발생의 원인이 될 수도 있다[1].
핵의학과 내에서 사용되는 방사성동위원소의에너지 영역은?
핵의학과 내에서 사용되는 방사성동위원소의에너지 영역은 63 keV (201Tl )에서 1.89 MeV (68Ga)로 영상의학 방사선 에너지 영역에서 사용되는 것보다 훨씬 높고 다양하다. 또한 방사성동위원소에서 발생하는 투과력이 높은 감마선의 차폐는 납 용기 사용에 따른 차폐에 의존하고 있지만[14],방사선의 에너지 종류에 따라 납 차폐체가 오히려 국소부위 피폭 증가의 요인이 될 수도 있다는 선행 연구도 있다[15].
참고문헌 (15)
Shin GS. Radiation Physics. Soeul: Pyeonaem Hong;2004, 85, 219.
Lee WH, Ahn SM. Evaluation of Reductive Effect of Exposure Dose by Using Air Gap Apron in Nuclear Medicine Related Work Environment. The Journal of the Korea Contents Association. 2014; 14(12):845-53.
Lee WH, Kim SC, Ahn SM. Comparison on the Dosimetry of TLD and OSLD Used in Nuclear Medicine. The Journal of the Korea Contents Association. 2012;12(12):329-34.
Vetter RJ. Medical health physics: a review. Health physics. 2008;88(6):653-64.
Dong GR, Kim CB, Park YS, Ji YS, Kim CN, Won JU, et al. A Study of Individual Dose for Radiological Technologists Working with Eadiation. Journal of Korean Society for Indoor Environment. 2009;6(1):38-47.
Bag SO, Ahn SM, Yang HJ, Yu GY, Jang SS, Lee GS, et al. NUCLEAR MEDICINE SCIENCE, 5th ed. Soeul: Bomun Seoweon; 2014, 44-6.
Jang DG, Lee SH, Choi HS, Son JC, Toon CY, Ji YS, et al. A Study on the Apron Shielding Ratio According to Electromagnetic Radiation Energy. Journal of Radiological Science and Technology. 2014;37(4):247-52.
McCaffrey JP, Shen H,.Downton B, Mainegra-Hing E. Radiation attenuation by lead and nonlead materials used in radiation shielding garments. Medical Physics. 2007; 34(2):530-7.
Kim SC, Park MH. Development of Radiation Shielding Sheet with Environmentally-Friendly Materials. Journal of Radiological Science and Technology. 2011; 34(2):141-7.
Nuclear safety and security commission announcement. Regulations on standards for reading registration and inspection, 2016.
ICRU report 47. Measurement of Dose Equivalents from External Photon and Electron Radiations. 1992.
Park MH, Gweon DM. Measurement of Apron Shielding Rate for X-ray and Gamma-ray. Journal of Radiological Science and Technology. 2007;30(3):245-50
Kujala UM, Taimela S, Viljanen T, Jutila H, Jukka T. Tapio V, et al. Physical loading and performance as predictors of back pain in healthy adults: A 5-year prospective study. European Journal of Applied Physiology and Occupational Physiology. 1996;73(5):452-8
Choi TJ, Oh YK, Kim JH, Kim OB. Development of Lead Free Shielding Material for Diagnostic Radiation Beams. The Journal of the Korean Society of Medical Physics. 2010;21(2):232-7.
Jang DG, Kang SS, Kim JH, Kim CS. An Analysis of Exposure Dose on Hands of Radiation Workers using a Monte Carlo Simulation in Nuclear Medicine. Journal of Radiological Science and Technology. 2015;38(4):477-82.
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