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논문 상세정보

의료 방사선사용에 따른 납과 텅스텐의 차폐효과 분석

Analysis of Shielding Effect of Lead and Tungsten by use of Medical Radiation

초록

병원에서 방사선을 차폐하는데 있어 납은 매우 유용하게 사용되고 있다. 하지만 납은 독성을 가지고 있고 대체물질에 대한 연구가 많이 이루어지고 있으며, 대표적으로 텅스텐을 대체물질로 한 연구가 많이 이루어지고 있다. 이에 본 연구에서 납과 텅스텐의 물리적 특성 및 반가층 실험을 진행한 결과 원자번호가 높은 납 원소의 반응단면적이 텅스텐에 비해 높게 나타났으나, 텅스텐의 밀도가 높아 동일한 크기일 경우 텅스텐의 전자밀도가 납에 비해 약 1.7배 높은 것으로 나타났다. MCNPX를 이용한 모의 모사에서도 에너지 따라 다소 차이가 있지만 텅스텐이 납에 비해 약 1.4배 차폐효과가 높은 것으로 나타났으며, 텅스텐이 납에 비해 우수한 차폐효율을 갖고 있는 것으로 확인 되었다. 하지만 경제적 측면을 고려할 때 텅스텐은 희소금속으로 납에 비해 가격이 약 25배 높아 납에 대한 대체물질로는 부적당한 것으로 사료되었다.

Abstract

Lead is a very useful material in shielding radiation in hospitals. But lead is toxic. Therefore, there are many studies on substitutable materials, Typically, there are many studies using tungsten. In this study, we investigated the physical properties of lead and tungsten and the Half value layer. As a result, lead having higher atomic number showed higher cross - sectional area than tungsten. But, at the same size, the electron density of tungsten with a high density is about 1.7 times higher than that of lead. In MCNPX simulation, the shielding effect of tungsten is about 1.4 times higher than that of lead, It was confirmed that tungsten had better shielding efficiency than lead. However, considering the economic aspect, tungsten is a rare metal, which is about 25 times more expensive than lead, which is considered to be inappropriate as an alternative to lead.

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핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
방사선에 의한 피폭
방사선에 의한 피폭은 어떻게 구분되는가?
내부피폭과 외부피폭으로 구분

방사선에 의한 피폭은 내부피폭과 외부피폭으로 구분 할 수 있으며, 의료에 종사하는 방사선관계종사자 및 방사선작업종사자들은 주로 외부피폭을 통해 방사선피폭을 받게 된다.

의료용 방사선
의료용 방사선의 문제점은 무엇인가?
저선량으로 고선량에 비하여 상대적으로 결정적 영향이 발생할 확률은 낮지만 저선량의 장기적인 피폭으로 인하여 백혈병 및 유전적 영향의 발생확률이 증가되어 문제가 되고 있다

식품의약품안전청 연구조사에 따르면 다른 직종에 비하여 방사선관계종사자가 적게는 4배에서 많게는 24배까지 더 많은 피폭을 받는 것으로 조사되었으며,[1] 의료용 방사선은 저선량으로 고선량에 비하여 상대적으로 결정적 영향이 발생할 확률은 낮지만 저선량의 장기적인 피폭으로 인하여 백혈병 및 유전적 영향의 발생확률이 증가되어 문제가 되고 있다.[2-4]

방사선 방어
방사선 방어중 납을 이용한 차폐의 장점 및 단점은 무엇인가?
납 차폐체는 높은 원자번호를 가지고 있어 차폐율이 우수하고 가격이 저렴하여 경제성이 좋고 가공이 우수하다는 장점을 가지고 있다. 하지만 납은 중금속으로 인체 및 환경에 대한 유해성과 같은 단점을 가지고 있어

[5]방사선을 방어하는 입장에서 인체에 방사선이 노출되지 않도록 차폐하는 것이 매우 중요하며,[6] 의료환경에서는 이러한 원칙을 지키기 위해 납(Pb) 차폐체를 주로 이용하고 있다. [7,8] 납 차폐체는 높은 원자번호를 가지고 있어 차폐율이 우수하고 가격이 저렴하여 경제성이 좋고 가공이 우수하다는 장점을 가지고 있다. 하지만 납은 중금속으로 인체 및 환경에 대한 유해성과 같은 단점을 가지고 있어,[9] 이러한 단점을 극복하고자 다양한 대체물질 연구가 진행되고 있다. 이 중 텅스텐이 납 보다 방사선 차폐율이 높으며 납 중독과 같은 부작용이 없는 것으로 알려져 있어,[10] 이에 본 연구에서는 납과 텅스텐의 물리적 특성과 의료용 방사선에 대한 차폐율을 비교 분석 하였다.

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