[논문]증감지를 이용한 방사선검출기 개발

서정민

doi:10.7742/jksr.2023.17.6.859

초록
AI-Helper

본 연구에서는 엑스선 증감지와 광센서, 마이크로컨트롤러(MCU)를 이용하여 휴대와 이동이 용이한 교육용 방사선검출기를 제안하였다. 광센서와 증감지로 이루어진 검출부와 마이크로컨트롤부로 간단하게 구성되어 제작이 쉽고 소형화 및 휴대형으로 적합하게 제작되었다. 검출기의 성능 확인을 위해 전압을 50에서 100 kVp까지 변경하며 검출시스템과 흡수선량계를 이용하여 방사선을 측정하였다. 관전류량은 100 mAs, SDD는 100 cm로 고정하였고 각 관전압에서 10회 반복 측정하였다. 측정값을 이용하여 검출기의 응답과 선형성을 확인하였다. 검출기와 흡수선량계의 측정결과 비교에서 높은 상관성(r:0.998, p<.001)을 보임을 확인하였다. 이러한 결과를 통하여 본 연구에서 제안된 증감지와 마이크로컨트롤러 기반의 검출기의 사용가능성을 확인할 수 있었으며, 휴대형 방사선검출시스템이 소형, 저가형, 휴대형 시스템으로 교육용으로 적용이 가능할 것으로 판단되었다.

Abstract ▼ AI-Helper

In this study, simple and portable radiation detection system using X-ray intensifying screen, optical sensor and micro-controller unit for education was proposed. The system was simply composed of detection unit consisting of an optical sensor and intensifying screen, micro-controller unit, and was...

In this study, simple and portable radiation detection system using X-ray intensifying screen, optical sensor and micro-controller unit for education was proposed. The system was simply composed of detection unit consisting of an optical sensor and intensifying screen, micro-controller unit, and was designed to be suitable for portable. Radiation was measured using developed detection system and absorbed dose dosimeter with changing tube voltage from 50 to 100 kVp. The tube current and SDD were fixed on 100 mAs and 100 cm, and dose were measured repeated ten times at each tube voltage. The response and linearity of the detection system were confirmed using the measured values. It was confirmed that the comparison measurement results of the detection system and absorbed dose dosimeter showed a high correlation(r : 0.998, p<.001). In this results, the feasibility of the detection system with intensifying screen and micro-controller unit based was confirmed, and we considered that the developed detection system could be applied to portable, compact, low cost system for education.

주제어

표/그림 (4)

그림 Fig. 1. Block diagram of (a) traditional analog scintillation detector and (b) developed detector with screen.
그림 Fig. 2. Prototype of radiation detector with intensifying screen.
표 Table 1. Correlation between output of photoresistor detector and absorbed dose
그림 Fig. 3. Results of measuring dose with photoresistor detector and absorbed dose detector.

AI 본문요약
AI-Helper

문제 정의

본 연구에서는 엑스선을 빛으로 변환시켜주는 증감지의 특성을 이용해 MCU(Micro Controller Unit)와 광센서를 증감지와 함께 사용하여 제작이 쉬우며 휴대와 이동이 용이하고 교육용으로 활용이 가능한 소형 방사선검출기를 디자인하고 프로토타입을 자체 제작하여 유효성을 평가하였다.
본 연구에서는 의료방사선진단에서 사용하는 엑스선 증감지의 섬광특성을 이용하여 방사선검출기를 개발하였다. 또한 저렴한 재료를 이용하고 제작이 간편하여 중고생 및 대학생을 대상으로 방사선 측정기 제작 교육용으로 활용이 가능한 방사선검출기의 모델을 제시하고 프로토타입을 제작하였다.

제안 방법

1은 기존에 사용되는 섬광검출기와 본 연구에서 개발한 검출기의 구성을 보여주고 있다. 기존 섬광검출기는 결정형 섬광체, 광전자 증배관, 신호 증폭기, 아날로그-디지털 변환기 등 복잡한 구성이 필요하지만 본 연구에서는 증감지와 광센서를 이용하여 검출부를 간단하게 구성하고 MCU를 이용하여 측정결과를 편리하게 획득할 수 있도록 구성하였다.
본 연구에서는 의료방사선진단에서 사용하는 엑스선 증감지의 섬광특성을 이용하여 방사선검출기를 개발하였다. 또한 저렴한 재료를 이용하고 제작이 간편하여 중고생 및 대학생을 대상으로 방사선 측정기 제작 교육용으로 활용이 가능한 방사선검출기의 모델을 제시하고 프로토타입을 제작하였다. 개발된 검출기가 방사선의 조사조건에 따라 적절한 값을 출력함으로써 출력신호의 응답특성과 흡수선량에 대한 비례성이 양호함을 확인하였다.
방사선발생장치(REX-650R, Listem, ROK)를 이용하여 관전류량 100 mAs, SDD 100 cm에서 관전압을 50에서 100 kVp 까지 5 kVp 단위로 엑스선을 조사하였다. 흡수선량계(ThinX Rad, unfors, Sweden)와 본 연구에서 개발한 프로토타입 검출기를 이용하여 조사조건별로 각각 10회 반복 측정하고 결과를 비교하였다.
방사선을 조사하고 측정되는 결과를 확인하여 본 연구에서 개발한 방사선검출기의 방사선 측정에 대한 신호 응답성과 방사선량에 대한 출력신호의 비례성을 평가하였다.

데이터처리

본 연구에서 개발한 방사선검출기와 흡수선량계의 측정값의 조사조건별 평균선량과 표준편차를 구한 후 정규성 만족여부를 확인하고 Pearson 상관 분석을 시행하여 동일한 조사조건에서 측정된 흡수선량과 검출기의 결과 값을 비교하였으며 그 결과는 Table 1과 같다. 관전압의 증가에 따른 흡수선량의 증가와 본 연구에서 개발한 방사선검출기의 측정결과 사이에 높은 상관성(r: 0.
방사선발생장치(REX-650R, Listem, ROK)를 이용하여 관전류량 100 mAs, SDD 100 cm에서 관전압을 50에서 100 kVp 까지 5 kVp 단위로 엑스선을 조사하였다. 흡수선량계(ThinX Rad, unfors, Sweden)와 본 연구에서 개발한 프로토타입 검출기를 이용하여 조사조건별로 각각 10회 반복 측정하고 결과를 비교하였다.

성능/효과

또한 저렴한 재료를 이용하고 제작이 간편하여 중고생 및 대학생을 대상으로 방사선 측정기 제작 교육용으로 활용이 가능한 방사선검출기의 모델을 제시하고 프로토타입을 제작하였다. 개발된 검출기가 방사선의 조사조건에 따라 적절한 값을 출력함으로써 출력신호의 응답특성과 흡수선량에 대한 비례성이 양호함을 확인하였다.
관전압의 증가에 따른 흡수선량의 증가와 본 연구에서 개발한 방사선검출기의 측정결과 사이에 높은 상관성(r: 0.998, p<.001)을 보이며 Fig
본 연구에서 적용한 엑스선의 에너지 범위는 진단영상검사 영역의 저에너지로서 빌드업이 발생하지 않고 관전류량의 증가 또는 관전압의 증가에서 모두 광자선속이 증가하므로 관전류량이 고정된 상황에서 관전압이 증가하면 흡수선량은 함께 증가하게 된다. 이와 함께 관전압이 높아지면 증감지의 발광강도가 높아져 광센서로부터의 출력 값도 증가하게 된다.

후속연구

본 연구과제에서 개발한 검출기는 경량화 및 소형화로 휴대와 이동이 용이하고 양산 시 저가의 제작이 가능하며 방사선 선량의 수준에 대한 별도의 판독과정이 필요 없이 직독이 가능하므로 어디에나 쉽게 적용할 수 있는 장점으로 방사선 관련 분야에 기여할 수 있을 것으로 사료되며 특히 제작이 간단하여 교육용으로의 활용도가 높을 것으로 사료된다.

참고문헌 (11)

S. C. Bushong, Radiologic Science for Technologists:？Physics, Biology, and Protection, 5th Ed. Elsevier,？2017.
G. S. Shin, J. M. Kim, Y. H. Kim, J. H. Choi, C.？K. Kim, "Comparison of Average Glandular Dose in？Screen-Film and Digital Mammography Using Breast？Tissue-Equivalent Phantom", Journal of Radiological？Science and Technology, Vol. 30, No. 1, pp. 13-23,？2007.
M. Maqbool, An Introduction to Medical Physics,？Springer, 2017.
S. T. Park, H. J. Choi, J. T. Kim, K. J. Jung, H. B.？Lee, K. C. Yuk, "The Actual Status of Physics？Teachers Perception on the Concept of Radiation",？Journal of the Korean Association for Science？Education, Vol. 25, No. 5, pp. 603-609, 2005.
Y. M. Nam, H. S. Kim, J. H. Ha, J. H. Lee,？"Development of Spectroscopy Toolkit for Spectrum？Measurement Experiments Using a CsI(Tl)/PIN Diode？Detector", Journal of Radiation Protection, Vol. 35,？No. 2, pp. 77-80, 2010.
H. Y. Lee, S. J. Han, B. G. Kim, G. J. Lee, S. H.？Kim, J. H. Kim, "Development and Evaluation of a？Mobile Environmental Radiation Measurement System？That Can Switch between Low and High Dose？Measurement Sections", Journal of Radiological？Science and Technology, Vol. 45, No. 1, pp. 49-55,？2022. http://dx.doi.org/10.17946/JRST.2022.45.1.49

원문보기 상세보기
S. H. Kim, J. Il. Lee, "Scintillation Properties of？Acrylate Based Plastic Scintillator by？Photoploymerization Method", Journal of Radiological？Science and Technology, Vol. 39, No. 4, pp.？637-642, 2016. http://dx.doi.org/10.17946/JRST.2016.39.4.21

원문보기 상세보기
S. C. Noh, S. I. Kang, B. J. Jung, I. H. Choi, H. H.？Kim, C. H. Cho, J. H. Park, J. K. Park,？"Development of Liquid Crystal Optic Modulation？Based X-ray Dosimeter by Using CdS Sensor",？Journal of the Korean Society of Radiology, Vol. 5,？No. 6, pp. 357-61, 2011.？http://dx.doi.org/10.7742/jksr.2011.5.6.357

원문보기 상세보기
C. W. Park, H. J. Kim, "Development of a Portable？Radiation Detector Using a Scintillator", New？Physics: Sae Mulli, Vol. 68, No. 3, pp. 348-352,？2018. http://dx.doi.org/10.3938/NPSM.68.348

상세보기
J. Y. Je, "Fluorescence Characteristics of？Gd2O2S:Tb3+ Intensifying Screen According to？Increase of Tube Voltage", Journal of the Korean？Society of Radiology, Vol. 8, No. 5, pp. 261-264,？2014. http://dx.doi.org/10.7742/jksr.2014.8.5.261

원문보기 상세보기
J. K. Park, S. W. Yang, J. H. Jeon, J. H. Kim, Y.？J. Heo, S. S. Kang, K. T. Kim, "Fabrication of？Bendable Gd2O2S:Tb Intensifying Screen and？Evaluation of Fatigue Properties", Journal of the？Korean Society of Radiology, Vol. 11, No. 7, pp.？611-617, 2017.？https://doi.org/10.7742/jksr.2017.11.7.611

원문보기 상세보기

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
저장형식	Text(ASCII format) Excel format RefWorks Direct Export RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format

연합인증

증감지를 이용한 방사선검출기 개발
Development of Radiation Detector with Intensifying Screen 원문보기

초록
AI-Helper

Abstract ▼ AI-Helper

주제어

표/그림 (4)

표/그림 (4)

AI 본문요약
AI-Helper

문제 정의

제안 방법

데이터처리

성능/효과

후속연구

참고문헌 (11)

이 논문을 인용한 문헌

관련 콘텐츠

원문 보기

원문 URL 링크

오픈액세스(OA) 유형

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

선택된 텍스트

연합인증

증감지를 이용한 방사선검출기 개발 Development of Radiation Detector with Intensifying Screen 원문보기

초록 용어보기논문에서 용어와 풀이말을 자동 추출한 결과로, 시범 서비스 중입니다. AI-Helper

Abstract ▼ AI-Helper

주제어

표/그림 (4) 모든 표/그림 보기

표/그림 (4) 슬라이드로 보기

AI 본문요약 엑셀 다운로드 AI-Helper

문제 정의

제안 방법

데이터처리

성능/효과

후속연구

참고문헌 (11)

이 논문을 인용한 문헌

관련 콘텐츠

원문 보기

원문 URL 링크

오픈액세스(OA) 유형

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

선택된 텍스트

증감지를 이용한 방사선검출기 개발
Development of Radiation Detector with Intensifying Screen 원문보기

초록
AI-Helper

표/그림 (4)

표/그림 (4)

AI 본문요약
AI-Helper