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선형가속기 출력 점검에 사용하는 열형광선량계의 에너지 의존도 평가 원문보기

한국의학물리학회 2004년도 제29회 추계학술대회 발표논문집, 2004 Nov. 26, 2004년, pp.33 - 35  

박성호 (한림대학교 성심병원 방사선종양학과) ,  강세권 (한림대학교 성심병원 방사선종양학과) ,  조병철 (한림대학교 성심병원 방사선종양학과) ,  이병용 (서울아산병원 방사선종양학과) ,  김귀야 (식품의약품안정청 방사선표준과) ,  정희교 (식품의약품안정청 방사선표준과)

초록
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방사선치료를 위한 고에너지 광자선의 품질관리를 위해 사용하는 TLD의 광자선 선질에 대한 에너지 의존도를 몬테카를로 모사법을 사용하여 평가하였다. IAEA 선량보증사업에 이용되는 LiF TLD 및 홀더를 EGS4기반의 사용자 코드인 DOSIMETER 와 MCNP4C 몬테카를로 코드를 사용하여 기하학구조를 구성하고, Co, 4, 6,10 밑 15 MV 광자선을 시뮬레이션하였다. DOSIMETER계산 결과를 통해 TLD의 에너지 보정인자가 실험 데이터와 일치함을 확인할 수 있었으며, 이와 별도로 캡슐에 의한 교란량도 무시할 수 없음을 발견하였다.

AI 본문요약
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제안 방법

  • TLD 홀더에 의한 감쇠보정효과를 평가하기 위해 TLD를 끼운 IAEA 홀더와 TLD가 단독으로 물속에 존재하는 경우에 대 하여 MCNP4C 코드를 사용하여 몬테카를로 시뮬레이션을 수행하였다. 물과 PMMA에 의한 광자선의 감쇠차이가 섭동의 주요한 원인으로 생각되었기 때문에 시뮬레이션시 광자만을 고려하였고, TLD 영역에서 커마값을 계산하였다.
  • 물과 PMMA에 의한 광자선의 감쇠차이가 섭동의 주요한 원인으로 생각되었기 때문에 시뮬레이션시 광자만을 고려하였고, TLD 영역에서 커마값을 계산하였다. 광자선 에 너지는 Co-60 및 4, 6, 10, 15 MV 빔을 사용했으며 10, 15 MV 광자선에 대해서는 SSD=100 cm의 10 cm 깊이에서 계산하 였고 그 외의 경우에는 5 cm에서 계산하였다.
  • 025로 평가되었다. 그러나 Mobit이 사용한 팬텀과 이번 연구에 사용한 팬텀이 크기가 다르며, Mobit은 고체형태의 TLD를 사용한 반면, 이번 연구에서는 powder 형태의 TLD를 사용하였고, TLD 조사조건도 Mobit의 경우에는 TLD를 지지할수 있는 Buildup 형태의 캡슐을 제작하여 사용하였지만 이번 실험에서는 IAEA 홀더[10]를 이용하여 측정하는 등 측정 조건이 상당부분 상이하여 새로운 평가를 수행하게 되었다. 이번 연구를 통해 얻어 진 IAEA 홀더의 감쇠보정인자 및 에너지보정인자는 고에너지 광자선의 품질관리에 사용하는 TLD의 선량평가시 고려되어 야 할 것이다.
  • 한림대학교 성심병원에서 보유하고 있는 Simens 치료기의 경우 이전 연구를 통해 6 MV와 10 MV 광자빔에 대한 스펙트럼을 보유하고 있으며 다른 연구에도 적용되어 왔었다. 그러나 다른 선형가속기에 대한 모델링 경험이 없었기 때문에 Co-60 기계 및 선형가속기의 에너지 스펙트럼은 다른 연구자의 논문에 발표된 자 료를 이용하였다. 이번 연구에서 실험에 이용한 선형가속기 중 Siemens 의 6 MV 및 Varian 4, 6, 15 MV 빔에 대한 에 너지 스펙트럼은 D.
  • TLD 홀더에 의한 감쇠보정효과를 평가하기 위해 TLD를 끼운 IAEA 홀더와 TLD가 단독으로 물속에 존재하는 경우에 대 하여 MCNP4C 코드를 사용하여 몬테카를로 시뮬레이션을 수행하였다. 물과 PMMA에 의한 광자선의 감쇠차이가 섭동의 주요한 원인으로 생각되었기 때문에 시뮬레이션시 광자만을 고려하였고, TLD 영역에서 커마값을 계산하였다. 광자선 에 너지는 Co-60 및 4, 6, 10, 15 MV 빔을 사용했으며 10, 15 MV 광자선에 대해서는 SSD=100 cm의 10 cm 깊이에서 계산하 였고 그 외의 경우에는 5 cm에서 계산하였다.
  • 04를 사용하였다. 전자와 광자의 에너지 Cutoff는 각각 0.521, 0.01 MeV를 사용하였다.
  • TLD 반응의 에너지 의존성을 계산하기 위해 EGS4 기반으로 개발된 DOSIMETERS 이용하여 시뮬레이션을 수행하였 다. 조사조건은 Co-60 및 4, 6 MV 광자선에 대해서는 SSD=100 cm의 5 cm 깊이어I, 10, 15 MV 광자선에 대해서는 SSD=100cm의 10 cm 깊이에서 조사하였다. Co-60 광자선에서 교정된 TLD에 대한 선질 X인 광자선의 과다/과소 반응을 보정하기 위한 에너지 보정 인자는 다음과 같이 Mobit의 정의를 이용하였다.

대상 데이터

  • Powder 형태의 TLD를 직경 3 mm 길이 20 mm 홈이 파인 두께 1mm의 polyethylene 캡슐에 넣어 준비하였고, 측정시 30×30×30 cm2 3 보다 큰 물팬텀을 이용하였으며, TLD를 고정하기 위해 IAEA 홀데1이를 사용하였다. IAEA 홀더는 외경 10 mm, 내경 6 mm인 원통형태의 PMMA로 제작되어 5 cm, 15 cm 지점에 TLD에 고정할 수 있는 홈이 준비되어 있다.

이론/모형

  • 조사조건은 Co-60 및 4, 6 MV 광자선에 대해서는 SSD=100 cm의 5 cm 깊이어I, 10, 15 MV 광자선에 대해서는 SSD=100cm의 10 cm 깊이에서 조사하였다. Co-60 광자선에서 교정된 TLD에 대한 선질 X인 광자선의 과다/과소 반응을 보정하기 위한 에너지 보정 인자는 다음과 같이 Mobit의 정의를 이용하였다.
  • TLD 반응의 에너지 의존성을 계산하기 위해 EGS4 기반으로 개발된 DOSIMETERS 이용하여 시뮬레이션을 수행하였 다. 조사조건은 Co-60 및 4, 6 MV 광자선에 대해서는 SSD=100 cm의 5 cm 깊이어I, 10, 15 MV 광자선에 대해서는 SSD=100cm의 10 cm 깊이에서 조사하였다.
  • Rodgers가 1985년 제공한 스펙트럼[12]을 이용하였다. 논문에서 구할 수 없었던 Siemens 10 MV 광자선의 경우에는 본원(한림대학 교 성심병원)의 Siemens Primus를 모델링하여 얻은 스펙트럼을 이용하였다. 본 연구에서 사용한 광자선의 스펙트럼을 그림 1에 나타내었다.
  • 여기서 Dw 및 Dwater 는 각각 에 너지 X 나 Co광자선을 조사시 켰을때 TLD와 매질(물)에 흡수된 선 량이 다. 선 량측정지점 에서의 통계적 오차를 줄이기 위해 DOSIMETER에서 제공하는 Correlated sampling 기법[13]을 사용하였으며, 다중산란된 전자의 에너지 손실 분율을 조정하는 인자인 ESTEPE은 0.04를 사용하였다. 전자와 광자의 에너지 Cutoff는 각각 0.
  • 그러나 다른 선형가속기에 대한 모델링 경험이 없었기 때문에 Co-60 기계 및 선형가속기의 에너지 스펙트럼은 다른 연구자의 논문에 발표된 자 료를 이용하였다. 이번 연구에서 실험에 이용한 선형가속기 중 Siemens 의 6 MV 및 Varian 4, 6, 15 MV 빔에 대한 에 너지 스펙트럼은 D. Sheikh-Bagheri 의 논문[11]에 제공된 스펙트럼을 이용하였으며 Co-60의 경우, D.W.O. Rodgers가 1985년 제공한 스펙트럼[12]을 이용하였다. 논문에서 구할 수 없었던 Siemens 10 MV 광자선의 경우에는 본원(한림대학 교 성심병원)의 Siemens Primus를 모델링하여 얻은 스펙트럼을 이용하였다.
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