[논문]피부선량을 기준으로 0.511 MeV 감마선에 대한 납 차폐체의 산란선 및 차폐 효율 분석

장동근; 박은태

doi:10.17946/jrst.2020.43.4.259

피부선량을 기준으로 0.511 MeV 감마선에 대한 납 차폐체의 산란선 및 차폐 효율 분석
Analysis of Scattering Rays and Shielding Efficiency through Lead Shielding for 0.511 MeV Gamma Rays Based on Skin Dose 원문보기

방사선기술과학 = Journal of radiological science and technology, v.43 no.4, 2020년, pp.259 - 264

장동근 (동남권원자력의학원 핵의학과) , 박은태 (인제대학교 부산백병원 방사선종양학과)

Abstract ▼ AI-Helper

Radiation causes radiation hazards in the human body. In Korea, a case of radiation necrosis occurred in 2014. In this study, the scatter and shielding efficiency according to lead shielding were classified into epidermis and dermis for 0.511 MeV used in nuclear medicine. In this study, experiments were conducted using the slab phantom that represents calibration and the dose of human trunk. Experimental results showed that the shielding rate of 0.25 mmPb was 180% in the epidermis and 96% in the dermis. Shielding at 0.5mmPb showed shielding rates of 158%in the epidermis and 82% in the dermis. As a result of measuring the absorbed dose by subdividing the thickness of the dermis into 0.5 mm intervals, when the shielding was carried out at 0.25 mmPb, the dose appeared to be about 120% at 0.5 mm of the dermis surface, and the dose was decreased at the subsequent depth. Shielding at 0.5 mmPb, the dose appeared to be about 101% at the surface 0.5 mm, and the dose was measured to decrease at the subsequent depth. This result suggests that when lead aprons are actually used, the scattering rays would be sufficiently removed due to the spaces generated by the clothes and air, Therefore, the scattered ray generated from lead will not reach the human body. The ICRU defines the epidermis (0.07), in which the radiation-induced damage of the skin occurs, as the dose equivalent. If the radiation dose of the dermis is considered in addition, it will be helpful for the evaluation of the prognosis for radiation hazard of the skin.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

국내에서는 2014년 장시간 X선 노출로 인한 손의 피부에 대한 방사선장해가 보고되었고[9], 이에 본 연구에서는 X선보다 높은 에너지의 방사선인 0.511 MeV의 감마선을 대상으로 납으로부터 발생된 산란선이 표피와 진피에 미치는 영향을 몬테카를로 모사를 이용하여 알아보고자 하였다.

제안 방법

511 MeV의 감마선 1개를 ICRU Slab 팬텀에 조사시켰다. MCNPX는 선량측정을 위하여 다양한 Tally card를 제공하고 있으며, 본 연구에서는 단위 질량당 흡수된 에너지(MeV/g)를 측정하는 Tally 6을 이용하였으며, 흡수선량의 단위인 Gy로 환산하여 비교 분석하였다. 측정 부위는 ICRU에서 제시된 개인선량당량이 아닌 실제 표피와 진피, 그리고 팬텀의 전체선량으로 구분하여 실험을 진행하였다.
50 mm의 납을 부착하였으며, 공기층에 의한 산란선의 제거율을 알아보기 1 cm 단위로 팬텀과 납사이의 공간을 확보하였다. 실험은 첫째, 납 두께에 따른 부위별 흡수선량, 둘째, 납 두께에 따른 진피 두께별(0.50 mm) 흡수선량, 셋째, 공기층 두께에 따른 산란선 제거율로 구분하였다.
MCNPX는 선량측정을 위하여 다양한 Tally card를 제공하고 있으며, 본 연구에서는 단위 질량당 흡수된 에너지(MeV/g)를 측정하는 Tally 6을 이용하였으며, 흡수선량의 단위인 Gy로 환산하여 비교 분석하였다. 측정 부위는 ICRU에서 제시된 개인선량당량이 아닌 실제 표피와 진피, 그리고 팬텀의 전체선량으로 구분하여 실험을 진행하였다. 이때 산란선의 평가를 위해 0.

대상 데이터

ICRU(International Commission on Radiation Units and Measurements)에서는 방사선 측정을 위해 다양한 팬텀을 제공하고 있으며, 본 연구에서는 교정 및 인체의 흉부 선량을 대표하는 Slab 팬텀[10,11]을 사용하여 실험을 진행하였다. ICRU Slab 팬텀은 Table 1과 같은 물성으로 구성되어 있으며, 인체의 선량을 측정할 경우 2 mm의 피부층을 삽입하도록 권고하고 있다[12].

이론/모형

실험은 몬테카를로 모의모사의 일종인 Monte Carlo N-P Transport Code(MCNPX, Los Alamos National Laboratory, ver.2.5.0, USA)를 사용하여, Fig. 1과 같이 0.511 MeV의 감마선 1개를 ICRU Slab 팬텀에 조사시켰다. MCNPX는 선량측정을 위하여 다양한 Tally card를 제공하고 있으며, 본 연구에서는 단위 질량당 흡수된 에너지(MeV/g)를 측정하는 Tally 6을 이용하였으며, 흡수선량의 단위인 Gy로 환산하여 비교 분석하였다.

성능/효과

511 MeV 감마선에 대해 납 차폐체를 사용하였을 때, 차폐체의 두께와는 상관없이 표피의 피폭선량은 증가되었고, 진피 및 전체 팬텀의 피폭선량은 감소하였다. 위 결과를 토대로 납으로부터 발생된 산란선은 비정이 짧아 표피에는 영향을 미치지만 진피에는 영향을 미치지 않는 것으로 나타났으며, 표피의 선량이 증가함에 불구하고 표피를 포함한 slab 팬텀 전체의 피폭선량은 감소되어 표피에 미치는 피폭선량이 팬텀 전체선량에 비해 미미한 것을 알 수 있었다.
방사선을 이용한 진단, 치료와 같은 의료 행위들에서 의료 시술자에 대한 장기적인 피폭은 장해로 발현된다. 본 연구에서 0.511 MeV 감마선 이용 시 납 차폐체 사용에 따른 피부선량을 분석한 결과, 납으로부터 발생되는 산란선은 무시할 수준이었으며, 납 두께에 따라 6~13%의 차페율을 나타냈다. 이를 토대로 0.
50 mm까지는 산란선의 영향으로 피폭이 증가하는 것을 확인할 수 있었고, 그 이후의 깊이에서는 선량이 감소되는 것으로 측정되었다. 피부에 도달하는 산란선을 제거하고자 피부와 납 차폐체 사이에 공기층을 삽입하여 산란선 제거 효과를 알아본 결과 0.25 mmPb에서 진피는 약 2 cm이상, 표피는 약 4 cm이상에서 산란선 제거 효과가 나타났으며 0.50 mmPb에서 진피는 약 1 cm이상, 표피는 약 3 cm이상에서 산란선 제거 효과가 나타났다. 실제 방사선방어용앞치마를 사용할 경우 옷이나 공기 등에 의해 발생하는 공간으로 인하여 산란선은 충분히 제거될 것으로 사료되었으며, 산란선을 충분히 반영하였을 때, 차폐율은 납 두께에 따라 6%(0.

후속연구

앞으로 심부선량 뿐만 아니라 피부의 선량 또한 관리가 필요하며, 방사선장해가 발생되는 위치인 표피(0.07) 뿐만 아니라 추가로 진피에 대한 방사선량을 고려한다면 피부의 방사선장해에 대한 예후평가에 도움이 될 것으로 사료된다.
511 MeV 감마선 이용 시 납 차폐체 사용에 따른 피부선량을 분석한 결과, 납으로부터 발생되는 산란선은 무시할 수준이었으며, 납 두께에 따라 6~13%의 차페율을 나타냈다. 이를 토대로 0.511 MeV 에너지의 방사성동위원소를 이용하는 PET/CT 종사자들은 방사선방어용앞치마의 무거운 무게에 불편함에도 반드시 방사선방어용앞치마의 사용으로 방사선 차폐를 하여야 할 것이다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	방사선이 인체에 조사되면 유발되는 장해는?	방사선이 인체에 조사되면 방사선장해를 유발하게 되며, 세계보건기구(World Health Organization; WHO)에서는 방사선을 발암물질로 분류하고 있다[1]. 방사선을 이용할 때에는 ALARA(As Low As Reasonably Achievable) 원칙에 따라 최소의 방사선량을 조사하여 최대의 이익을 얻도록 해야 하며, 방사선 피폭으로 인한 위해를 방지하기 위해 철저한 안전관리가 필요하다.
	방사선 피폭으로 인한 위해를 방지하기 위한 방법은?	방사선을 이용할 때에는 ALARA(As Low As Reasonably Achievable) 원칙에 따라 최소의 방사선량을 조사하여 최대의 이익을 얻도록 해야 하며, 방사선 피폭으로 인한 위해를 방지하기 위해 철저한 안전관리가 필요하다. 방사선 피폭을 방어하기 위한 방법으로는 시간, 거리, 차폐의 세 가지 방법이 있으며, 방사선 차폐물질로는 납이 방사선차폐가 매우 우수하다. 의료환경에서는 납이 함유된 방사선방어용앞치마를 주로 사용한다. 하지만, 0.
	방사선 이용 시 주의해야 할 점은?	방사선이 인체에 조사되면 방사선장해를 유발하게 되며, 세계보건기구(World Health Organization; WHO)에서는 방사선을 발암물질로 분류하고 있다[1]. 방사선을 이용할 때에는 ALARA(As Low As Reasonably Achievable) 원칙에 따라 최소의 방사선량을 조사하여 최대의 이익을 얻도록 해야 하며, 방사선 피폭으로 인한 위해를 방지하기 위해 철저한 안전관리가 필요하다. 방사선 피폭을 방어하기 위한 방법으로는 시간, 거리, 차폐의 세 가지 방법이 있으며, 방사선 차폐물질로는 납이 방사선차폐가 매우 우수하다.

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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