이중 구조의 X선 차폐시트 설계를 위한 FLUKA 수송코드의 신뢰성 검증

강상식; 허승욱; 최일홍; 전제훈; 양승우; 김교태; 허예지; 박지군

추천

검색

자료유형: 학술저널

저자정보: 강상식 (한국국제대학교 방사선융합기술연구소) 허승욱 (인제대학교 의용공학과) 최일홍 (한국국제대학교 방사선융합기술연구소) 전제훈 (한국국제대학교 방사선학과) 양승우 (한국국제대학교 방사선학과) 김교태 (인제대학교 의용공학과) 허예지 (인제대학교 의용공학과) 박지군 (한국국제대학교 방사선융합기술연구소)

저널정보: 한국방사선학회 한국방사선학회 논문지 한국방사선학회 논문지 제11권 제7호

발행연도: 2017.1

수록면: 547 - 553 (7page)

이용수

📌

연구주제

📖

연구배경

🔬

연구방법

🏆

연구결과

초록· 키워드

오류제보하기

현재 의료분야에서는 방사선 차폐체로서 납(Pb)이 널리 쓰이고 있다. 하지만 납은 무게가 매우 무거워 납치마 등의 방호복은 장시간 착용이 어려우며, 인체에 치명적인 납 중독의 위험이 상시 가지고 있다는 문제점을 가지고 있다. 이러한 문제점을 해결하고자 납을 대체 할 수 있는 물질에 대한 많은 연구가 진행되고 있다. 현재 납의 대체물질로써 대표적인 바륨(Ba)과 요오드(I) 등은 우수한 차폐능을 가지고 있지만, 30keV 근처의 에너지 영역에서 특성 X선을 방출하는 특성을 가지고 있다. 환자나 방사선 종사자의 경우 차폐체를 인체에 접촉하고 있는 경우가 많으므로 차폐체에서 발생되는 특성 X선이 인체에 직접 조사되어 방사선 피폭을 증가시킬 위험이 매우 높다. 본 연구에서는 바륨(Ba)과 요오드(I)등에서 발생되는 특성 X선을 제거하기에 적절한 이중구조 차폐체를 방사선 수송코드 중 하나인 FLUKA 수송코드를 개발하여 선행연구로서 진행된 MCNPX 시뮬레이션과 비교 분석하여 이중구조 차폐체의 차폐율에 대한 신뢰성을 검증하고자 하였다. MCNPX와 FLUKA를 이용하여 황산바륨($BaSO_4$)과 산화비스무스($Bi_2O_3$)로 이루어진 다양한 두께조합의 이중구조 차폐체를 설계하였으며, IEC61331-1에 제시된 모식도를 기하학적으로 동일하게 시뮬레이션 상에 구현하였다. 또한, 120 kVp의 연속 X선 스펙트럼에 대한 차폐체의 투과스펙트럼과 흡수선량을 납과 비교 평가하였다. 평가결과, $0.3mm-BaSO_4/0.3mm-Bi_2O_3$ 와 $0.1mm-BaSO_4/0.5mm-Bi_2O_3$ 구조에서는 33 keV와 37 keV의 특성 X선을 모두 흡수하였으며, 90 keV 이상의 고에너지 X선에 대해서도 납과 거의 유사한 차폐효율을 보였다. 또한, FLUKA의 수송코드는 33 keV 이하에서는 cut-off 가 발생하여 저에너지 X선 광자에 대한 전산모사에 제약이 있지만, 40 keV 이상의 고에너지 영역에서 MCNPX와의 상대오차가 6 % 이내로 신뢰성이 매우 우수하다는 것을 확인할 수 있었다.

In the current medical field, lead is widely used as a radiation shield. However, the lead weight is very heavy, so wearing protective clothing such as apron is difficult to wear for long periods of time and there is a problem with the danger of lethal toxicity in humans. Recently, many studies have been conducted to develop substitute materials of lead to resolve these problems. As a substitute materials for lead, barium(Ba) and iodine(I) have excellent shielding ability. But, It has characteristics emitting characteristic X-rays from the energy area near 30 keV. For patients or radiation workers, shielding materials is often made into contact with the human body. Therefore, the characteristic X-rays generated by the shielding material are directly exposured in the human body, which increases the risk of increasing radiation absorbed dose. In this study, we have developed the FLUKA transport code, one of the most suitable elements of radiation transport codes, to remove the characteristic X-rays generated by barium or iodine. We have verified the reliability of the shielding fraction of the structure of the structure shielding by comparing with the MCPDX simulations conducted as a prior study. Using the MCNPX and FLUKA, the double layer shielding structures with the various thickness combination consisting of barium sulphate ($BaSO_4$) and bismuth oxide($Bi_2O_3$) are designed. The accuracy of the type shown in IEC 61331-1 was geometrically identical to the simulation. In addition, the transmission spectrum and absorbed dose of the shielding material for the successive x-rays of 120 kVp spectra were compared with lead. In results, $0.3mm-BaSO_4/0.3mm-Bi_2O_3$ and $0.1mm-BaSO_4/0.5mm-Bi_2O_3$ structures have been absorbed in both 33 keV and 37 keV characteristic X-rays. In addition, for high-energy X-rays greater than 90 keV, the shielding efficiency was shown close to lead. Also, the transport code of the FLUKA's photon transport code was showed cut-off on low-energy X-rays(below 33keV) and is limited to computerized X-rays of the low-energy X-rays. But, In high-energy areas above 40 keV, the relative error with MCNPX was found to be highly reliable within 6 %.

#납 #황산바륨 #산화비스무스 #차폐율

참고문헌 (6)

참고문헌 신청

J. S. Song / 1994 / Study on optimal process development o f radiation protection / Journal of radiation protection and research 5(2):1~11

K. T. Kim / 2011 / Comparison of shieldi ng rate of tungsten and lead in continuous x-ray en ergy using monte carlo simulation / Proceedings of th e 2011 autumn symposium on the korean society of radiology 5(2):35~39

S. C. Kim / Development of radiation s hielding sheet with environmentally-friendly materials;II

김선칠 / 2011 / 친환경 소재의 의료 방사선 차폐 시트 개발; Ⅱ: 바륨, 토르말린의 실리콘 폴리머 차폐 시트의 성능 평가 / 방사선기술과학 34(2):141~147

Katoh Y / 2007 / Evaluation of n on-lead board as X-ray protective material / Nippon Hoshasen Gijutsu Gakkai Zasshi 20(63):428~435

함께 읽어보면 좋을 논문

논문 유사도에 따라 DBpia 가 추천하는 논문입니다. 함께 보면 좋을 연관 논문을 확인해보세요!

이 논문의 저자 정보

강상식

소속기관 한국국제대학교 방사선학과

주요연구분야 공학 > 재료·에너지공학 > 원자력공학

논문수 50 이용수 428

허승욱

소속기관 양산부산대학교병원 의생명융합연구소

주요연구분야 공학 > 재료·에너지공학 > 원자력공학

논문수 8 이용수 107

최일홍

소속기관 한국국제대학교 방사선융합기술연구소

주요연구분야 공학 > 재료·에너지공학 > 원자력공학

논문수 21 이용수 208

전제훈

소속기관 한국국제대학교 방사선학과

주요연구분야 공학 > 재료·에너지공학 > 원자력공학

논문수 5 이용수 75

양승우

소속기관 인제대학교 의과대학 방사선종양학과

주요연구분야 공학 > 재료·에너지공학 > 원자력공학

논문수 10 이용수 154

김교태

소속기관 인제대학교 의용공학과

주요연구분야 공학 > 재료·에너지공학 > 원자력공학 의약학 > 임상의학 > 방사선과학

논문수 29 이용수 346

허예지

소속기관 인제대학교 의료영상연구소

주요연구분야 공학 > 재료·에너지공학 > 원자력공학

논문수 22 이용수 211

박지군

소속기관 한국국제대학교 방사선학과

주요연구분야 공학 > 재료·에너지공학 > 원자력공학

논문수 63 이용수 515

최근 본 자료

전체보기

구분	그룹	데이터 항목
AI 학습용 데이터	원문	원문 PDF 파일
AI 학습용 데이터	원문 + 메타 (기본/상세)	원문 PDF 파일 및 서지정보 CSV
대량 구매용 데이터	B2B 구독 방식	특정 자료 한정으로 원문 접근 권한 부여
대량 구매용 데이터	URL 전달 방식	바로 PDF 뷰어를 열람할 수 있는 URL 제공

구분	그룹	데이터 항목
AI 학습용 데이터	기본 메타	발행기관명, 간행물명, 권호명, 권(vol), 호(issue), 통권, 발행연도, 발행월, 논문명, 저자명, 시작페이지, 종료페이지, 전체페이지, 상세페이지URL
상세 메타 데이터	발행기관 메타	발행기관 이명, 영문명, 창립연도, 홈페이지URL, 발행기관 소개
	간행물 메타	부제목, 간행물 유형, ISSN, ISBN, 최초발행연도, 폐간연도, 간행빈도, 발행주기, 등재사항, 이용수, 피인용수, 권호수, 논문수, 표지이미지
	논문 메타	작성 언어, 부제목, 대등제목, 목차, 키워드, 초록, 이미지, 참고문헌, 이용수, 피인용수, 논문활용도, DBpia통합주제분류, KDC분류, DDC분류, 한국연구재단분류, UCI, DOI
	저자 메타	소속기관, 소속부서, 직급, 연구분야, 연구키워드, 이용수, 피인용수, 저자 논문활용도

구분	그룹	데이터 항목
※ 결합형/맞춤형 메타 데이터는 신청 내용에 따라 다양하게 제공 가능
이용순위 정보	주제분야별 많이 이용된 논문	“인문학”에서 많이 이용된 논문 TOP100
	이용기관별 많이 이용된 논문	“중고등학교”에서 많이 이용된 논문 TOP100
	세부기관별 많이 이용된 논문	“서울대학교”에서 많이 이용된 논문 TOP100
	키워드별 많이 이용된 논문	“Chat GPT”에서 많이 이용된 논문 TOP100
키워드 정보	많이 이용된 키워드	특정기간/분야/저널 내 많이 이용된 키워드
	많이 발행된 키워드	특정기간/분야/저널 내 많이 발행된 키워드
	많이 검색된 키워드	특정기간/분야/저널 내 많이 검색된 키워드
	연구 트렌드 키워드	특정 키워드 연관 연구동향 분석 데이터 키워드

논문 기본 정보

초록· 키워드

AI 요약

연구주제

연구배경

연구방법

연구결과

주요내용

목차

참고문헌 (6)

함께 읽어보면 좋을 논문

이 논문의 저자 정보

최근 본 자료

댓글(0)