본 연구는 Apron의 재질로 이용되고 있는 텅스텐 차폐체를 핵의학과에서 사용하는 선원의 종류와 차폐체의 두께, 선원부터 검출기 사이의 거리를 변화시켜 차폐체에 투과시킨 후 투과선량과 차폐율을 알아보고자 하였다. 실험을 위해서 선원과 차폐체와 검출기를 일직선으로 배치하고 높이 100 cm 지점에서 Inspector로 측정하였다. 그 결과 텅스텐에 차폐효과가 가장 높은 선원은 $^{201}Tl$ 선원으로 측정되었고, $^{123}I$ 선원이 $^{99m}Tc$ 선원보다 차폐효과가 높게 나타났다. 실험에 사용한 선원과 검출기 사이의 거리는 멀어질수록 투과선량은 작아졌고, 텅스텐 차폐체의 두께는 두꺼울수록 차폐율은 높게 측정되었다. 하지만 $^{131}I$와 $^{18}F$ 선원에서는 0.25 mmPb의 차폐체를 사용했을 경우 차폐체가 없을 경우 보다 차폐율이 감소하는 것을 확인하였다. 따라서 $^{13}1I$와 $^{18}F$ 선원을 사용할 경우에는 방사선 차폐효과가 높은 텅스텐일지라도 선원의 종류에 따른 특성과 차폐체의 두께를 고려하여 사용하길 권장하고, 실험 결과를 참고하여 사용한다면 피폭 저 감화방안에 도움을 줄 수 있을 것으로 생각된다.
본 연구는 Apron의 재질로 이용되고 있는 텅스텐 차폐체를 핵의학과에서 사용하는 선원의 종류와 차폐체의 두께, 선원부터 검출기 사이의 거리를 변화시켜 차폐체에 투과시킨 후 투과선량과 차폐율을 알아보고자 하였다. 실험을 위해서 선원과 차폐체와 검출기를 일직선으로 배치하고 높이 100 cm 지점에서 Inspector로 측정하였다. 그 결과 텅스텐에 차폐효과가 가장 높은 선원은 $^{201}Tl$ 선원으로 측정되었고, $^{123}I$ 선원이 $^{99m}Tc$ 선원보다 차폐효과가 높게 나타났다. 실험에 사용한 선원과 검출기 사이의 거리는 멀어질수록 투과선량은 작아졌고, 텅스텐 차폐체의 두께는 두꺼울수록 차폐율은 높게 측정되었다. 하지만 $^{131}I$와 $^{18}F$ 선원에서는 0.25 mmPb의 차폐체를 사용했을 경우 차폐체가 없을 경우 보다 차폐율이 감소하는 것을 확인하였다. 따라서 $^{13}1I$와 $^{18}F$ 선원을 사용할 경우에는 방사선 차폐효과가 높은 텅스텐일지라도 선원의 종류에 따른 특성과 차폐체의 두께를 고려하여 사용하길 권장하고, 실험 결과를 참고하여 사용한다면 피폭 저 감화방안에 도움을 줄 수 있을 것으로 생각된다.
This study was conducted to investigate the penetration dose and shielding rates of tungsten shields used in apron material by changing the type of source used in the nuclear medicine department, thickness of shielding material and distance between the source and detector. For the experiment, the so...
This study was conducted to investigate the penetration dose and shielding rates of tungsten shields used in apron material by changing the type of source used in the nuclear medicine department, thickness of shielding material and distance between the source and detector. For the experiment, the source, shield, and detector were arranged in a straight line and measured with an inspector at a height of 100 cm. The highest shielding effect of tungsten was measured for $^{201}Tl$, while $^{123}I$ showed a higher shielding effect than $^{99m}Tc$. For the sources used in the experiment, the penetration dose decreased with distance and the shielding rate was measured with thicker thickness. However, the shielding rate of $^{13}1I$ and $^{18}F$ sources was found to be lower than when there was no shielding at 0.25 mmPb shield. Therefore, even if the radiation shielding effect of tungsten is high, considering the characteristics according to the type of source and the thickness of the shielding material, it may be helpful to reduce the exposure.
This study was conducted to investigate the penetration dose and shielding rates of tungsten shields used in apron material by changing the type of source used in the nuclear medicine department, thickness of shielding material and distance between the source and detector. For the experiment, the source, shield, and detector were arranged in a straight line and measured with an inspector at a height of 100 cm. The highest shielding effect of tungsten was measured for $^{201}Tl$, while $^{123}I$ showed a higher shielding effect than $^{99m}Tc$. For the sources used in the experiment, the penetration dose decreased with distance and the shielding rate was measured with thicker thickness. However, the shielding rate of $^{13}1I$ and $^{18}F$ sources was found to be lower than when there was no shielding at 0.25 mmPb shield. Therefore, even if the radiation shielding effect of tungsten is high, considering the characteristics according to the type of source and the thickness of the shielding material, it may be helpful to reduce the exposure.
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문제 정의
하지만 이것은 엑스선 방호용품 기준[9]에 의해 제작되어 영상의학과에서 사용하는 Apron으로 에너지와 투과력이 높은 감마선을 사용하는 핵의학 과에서 여러 가지 선원에 대한 차폐효과에 관한 연구는 미미하다. 따라서 본 연구는 99mTc와 여러 가지 선원들을 이용하여 현재 Apron의 재질로 사용되고 있는 텅스텐 차폐체에 감마선을 방출시켜 각 선원들이 텅스텐 차폐체에 어느 정도의 차폐효과가 있는지를 확인하여 방사선 방어 측면에서 선원의 종류에 따른 올바른 Apron 사용의 중요성을 제시하고자 하였다.
하지만 대부분 엑스선 방어용품류의 납 당량 시험 방법 규정에 의거해 만든 규격이다 [9]. 따라서 본 연구는 텅스텐 차폐체를 이용해 엑스선이 아닌 감마선에 투과시켰을 때의 투과선량과 차폐율을 알아보고자 하였다. 여러 가지 방사성동위원소에 따른 차폐율을 보다 쉽게 설명하기 위해 같은 거리 50 ㎝에 대해 차폐율을 비교하여 나타냈다(Fig.
핵의학 검사에 사용되는 방사성동위원소들은 방출되는 방사선의 종류와 에너지가 다르다. 본 연구는 여러 종류의 방사성동위원소를 텅스텐 차폐체에 투과하여 차폐율을 확인하였다. 그 결과 차폐율이 가장 우수한 선원은 201Tl이었고, 123I와 99mTc 선원도 차폐효과가 우수한 것을 확인하였다.
제안 방법
실험에 사용하기 위한 방사성동위원소들의 방사능량을 측정하기 위하여 Dose calibrator(CRC®-15R, USA) 를 이용하였고, Survey meter(Inspector, USA)를 이용하여 텅스텐 차폐체를 투과하고 나온 투과선량을 측정하였다.
따라서 본 연구는 텅스텐 차폐체를 이용해 엑스선이 아닌 감마선에 투과시켰을 때의 투과선량과 차폐율을 알아보고자 하였다. 여러 가지 방사성동위원소에 따른 차폐율을 보다 쉽게 설명하기 위해 같은 거리 50 ㎝에 대해 차폐율을 비교하여 나타냈다(Fig. 4).
50 ㎜Pb 까지 차폐체를 겹쳐서 사용했다. 이런 방법을 통해 99mTc과 18F, 201Tl와 131I, 123I에 대한 투과선량을 측정하였는데 텅스텐 차폐체를 사용 하기전과 사용한 후로 나누어 10회 이상 반복하여 측정하고 평균값을 구하였다. 측정된 값은 차폐율 식(1)을 이용해 계산하였다.
텅스텐 차폐체의 투과선량을 측정하기에 앞서 방사성 동위원소와 차폐체와 측정기가 동일선상에 오도록 배치시킨 다음 높이가 100 ㎝가 되는 곳에 방사성동위원소, 차폐체, 측정기를 순서대로 위치시켰다. 측정기는 각 방사성동위원소에서 100 ㎝와 50 ㎝, 30 ㎝ 되는 곳에 위치시키고, 측정기에서 2 ㎝ 되는 지점에 텅스텐 차폐체를 위치하였다(Fig. 3). 실험방법은 선행연구[10]를 참고 하였다.
텅스텐 차폐체의 투과선량을 측정하기에 앞서 방사성 동위원소와 차폐체와 측정기가 동일선상에 오도록 배치시킨 다음 높이가 100 ㎝가 되는 곳에 방사성동위원소, 차폐체, 측정기를 순서대로 위치시켰다. 측정기는 각 방사성동위원소에서 100 ㎝와 50 ㎝, 30 ㎝ 되는 곳에 위치시키고, 측정기에서 2 ㎝ 되는 지점에 텅스텐 차폐체를 위치하였다(Fig.
대상 데이터
텅스텐 차폐체는 모두 6장의 차폐체를 제작하여 실험에 이용하였고, 차폐체 한 장의 규격은 가로, 세로 20㎝의 정사각형 형태로 제작한 것으로 한 장의 납 당량은 0.25㎜Pb 이다(Fig. 2).
이론/모형
3). 실험방법은 선행연구[10]를 참고 하였다.
성능/효과
그리고 차폐체의 두께를 두껍게 할수록 투과 선량 값은 작아졌다. 123I 선원의 차폐율 결과는 0.25 ㎜, 30 ㎝에서 51.86%로 50% 이상의 차폐율을 나타냈고, 1.25 ㎜에서 90.08%로 90% 이상의 차폐율을 보였다(Table 5).
201Tl 선원과 차폐체와의 거리를 고정한 후 201Tl을 방출시킨 다음 차폐체를 0.25 ㎜씩 증가시켜 측정한 결과는 0.25 ㎜에서 30 ㎝일 때 2.428 mR/hr, 50 ㎝ 에서 0.918 mR/hr, 100 ㎝에서 0.237 mR/hr으로 나타났다. 그 뒤 차폐체를 두껍게 할수록 투과선량을 측정한 값은 작아져 1.
거리의 변화에 따른 측정값은 거리가 멀어질수록 투과선량 값은 작아졌다. 201Tl 선원의 차폐율 측정결과는 0.25 ㎜ 일 때 50.70 %(30 ㎝), 54.32%(50 ㎝), 56.51%(100 ㎝)으로 측정되어 50% 이상의 차폐율을 보였고, 1.0 ㎜일때 93.66(30 ㎝), 92.48%(50 ㎝), 90.64%(100 ㎝)로 90% 이상의 차폐율을 보여 실험에 사용된 방사성동위 원소 중에서 가장 높은 차폐율을 보였다(Table 3).
83%) 정도의 두께가 필요한 것으로 확인되었다. 201Tl와 123I에 관한 선행연구는 없었기 때문에 비교는 못했지만 다른 동위원소들 보다 텅스텐에 대해 우수한 차폐효과가 있음을 확인하였다. 핵의학에서 가장 많이 사용하는 99mTc 선원은 선행연구[13,16]와 비슷한 결과를 나타냈는데 0.
99mTc 선원을 이용한 투과선량의 결과는 텅스텐 차폐체가 없이(0 ㎜) 실험했을 경우 거리가 30 ㎝일 때 13.640 mR/hr, 50 ㎝일 때 4.665 mR/hr, 100 ㎝일 때 1.197 mR/hr으로 나타났다. 차폐체의 두께를 0.
06%(100 ㎝)로 90% 이상의 차폐율을 나타냈다. 거리를 30 ㎝부터 100 ㎝까지 멀리할수록 차폐율은 감소되는 것으로 나타났다(Table 1).
본 연구는 여러 종류의 방사성동위원소를 텅스텐 차폐체에 투과하여 차폐율을 확인하였다. 그 결과 차폐율이 가장 우수한 선원은 201Tl이었고, 123I와 99mTc 선원도 차폐효과가 우수한 것을 확인하였다. 하지만 131I 선원과 18F 선원의 차폐효과는 미미한 것으로 나타났다.
172 mR/hr으로 차폐체를 사용하지 않았을 때보다 역으로 투과 선량 값이 증가하는 결과를 보였다. 그리고 0.50 ㎜부터 1.50 ㎜까지 거리를 멀리할수록 투과선량은 작게 측정되었고, 차폐체를 두껍게 할수록 투과선량은 작게 측정되었다. 투과선량을 차폐율로 나타낸 결과는 0.
50 ㎜까지 거리를 30 ㎝에서 100 ㎝까지 멀리할수록 투과선량은 작게 측정되었다. 두께 증가에 따른 투과선량을 차폐체가 없을 때(0 ㎜)의 기준과 비교해보면 1.0 ㎜(30 ㎝거리) 두께를 사용할 때와 1.25 ㎜(모든 거리)와 1.50 ㎜(모든 거리) 두께일 때 투과선량 값이 증가하였다. 투과선량을 차폐율로 나타낸 결과는 0.
차폐체를 사용한 0.25 ㎜에서 측정한 결과는 30 ㎝ (12.292 mR/hr), 50 ㎝(4.881 mR/hr), 100 ㎝에서 1.161mR/hr으로 18F 선원과 비슷하게 투과선량 값이 역으로 증가하는 결과를 보였고, 0.50 ㎜부터 1.50 ㎜까지 거리를 30 ㎝에서 100 ㎝까지 멀리할수록 투과선량은 작게 측정되었다.
투과선량을 차폐율로 나타낸 결과는 0.25 ㎜에서 -25.67%(30 ㎝), -32.20%(50 ㎝), -27.16%(100 ㎝)로 가장 낮은 차폐율을 보였고, 1.25 ㎜에서 4.45%(30 ㎝), 3.46%(50 ㎝), 5.47%(100 ㎝)로 나타났고, 1.50 ㎜에서는 8.14%(30 ㎝), 7.04%(50 ㎝), 8.54%(100 ㎝)의 차폐율을 보였다(Table 4).
50 ㎜까지 두껍게 할수록 투과선량을 측정한 값은 작아졌고, 거리를 30 ㎝부터 100 ㎝까지 멀리할수록 투과선량은 작아졌다. 투과선량을 차폐율로 나타낸 결과는 0.25 ㎜에서 13.40%(30 ㎝), 12.13%(50 ㎝), 10.94%(100 ㎝)로 나타났고, 1.0 ㎜일때 82.54%(30 ㎝), 82.68%(50 ㎝), 81.95%(100 ㎝)로 80% 이상의 차폐율을 나타냈다. 그리고 1.
투과선량을 차폐율로 나타낸 결과는 0.25 ㎜일때 -6.23%(30 ㎝), -9.45%(50 ㎝), -9.97%(100 ㎝)로 가장 낮은 차폐율을 보였고, 다시 0.50 ㎜부터 차폐율이 증가하여 1.50 ㎜일 때는 39.60%(30 ㎝), 33.74%(50 ㎝), 31.36%(100 ㎝)로 30% 이상의 차폐율을 나타냈다(Table 2).
후속연구
하지만 실험에 사용된 텅스텐 차폐체는 베타선을 고려하지 못하여 신뢰도가 떨어졌다. 따라서 앞으로 연구에서는 고에너지 베타선도 고려한 실험이 필요할 것으로 보이며, 결과에 나타났듯이 방사선 차폐에 효율이 높은 텅스텐일지라도 어떤 선원이 투과되느냐에 따라 차폐효율이 달라지는 것을 확인하였다. 따라서 선원의 특성을 고려한 차폐가 수행될 수있도록 해야 할 것이다.
하지만 131I 선원과 18F 선원의 차폐효과는 미미한 것으로 나타났다. 따라서 추후 핵의학 검사 시텅스텐 차폐체로 제작된 보호 납치마를 사용할 경우에는 방사성동위원소의 종류와 차폐효과를 고려하여 사용하길 권장하고 방사선 피폭 저 감화 방안에 도움을 줄 수있을 것으로 생각된다.
따라서 선원의 특성을 고려한 차폐가 수행될 수있도록 해야 할 것이다. 또한 방향 의존성이 높은 Inspecter가 아닌 광 자극 발광선량계(OSLD) 등의 검출기를 이용한 연구와 다른 물질의 차폐체와의 비교 연구도 필요할 것으로 사료된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
핵의학과의 진료방법은 어떠한가?
핵의학과는 방사성의약품을 인체에 투여하여 질병의 진단 및 치료를 시행하는 과로 알파, 베타, 감마 붕괴에 의해 방출되는 방사선을 이용한다[1]. 그 중 투과력인 강한 감마선은 인체로부터 투과되어 검출부에 도달해 영상으로 나타낸다.
텅스텐의 특성과 이용분야는?
방사성동위원소와 환자로부터 방사선 피폭을 방지하기 위해서는 여러 가지 차폐도구들을 사용하는데 일반적으로 핵의학과에서는 에너지와 투과력이 높은 감마선을 주로 사용하기 때문에 텅스텐과 납을 혼합한 재질을 사용한다[3]. 텅스텐은 원자번호 74, 밀도 19.25 g/cm3로 납보다 생산가격이 비싸고 가공이 쉽지 않지만, 방사선의 차폐효율을 높일 수 있는 장점과 인체에 피해가 적어 중금속의 합금형태로 여러 분야에 많이 이용되고 있다 [4-6]. 특히 핵의학분야에서는 선원으로부터 방출되는 방사선을 차폐하기 위한 도구로 Syringe holder, Vial shield, L-block 등의 재질에 이용하고 있다.
Apron은 무엇을 재질로 만드는가?
보통 Apron은 앞치마 형태로 만들거나 갑상선이나 복부 등의 특정부위를 방호하기 위해 여러 가지 형태로 만들어진다. 이것은 가공성이 우수한 납을 주 재질로 하여 만든 것으로 보통 동일조건 하에서 그 물질이 나타내는 선량율의 감쇄와 동등한 감쇄를 나타내는 납 두께를 납 당량이라고 하고 단위는 ㎜Pb 를 사용한다[9,11]. 진단용 엑스선에 대한 Apron의 납당량은 보통 0.
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