인체 내부의 움직임을 확인하기 위해서 CT에서 얻은 DICOM 파일과 Geant4 코드를 이용하여 폐암환자 를 모사하였다. 자체 제작한 Moving Phantom에 가상의 종양을 만들어 종양의 움직임이 호기와 흡기에 위치 했을 때 종양의 움직임을 측정하는 방법과 이것을 적용하여 Moving Phantom을 통한 치료계획시의 선량분 포와 호흡동조 폐암환자 PTV내의 종양의 정확도를 확인하고자 한다. 움직이는 영역이 3cm 이상이라도 40 ~70 % 구간에서 호흡 동조 방사선치료를 시행 할 경우 97% 이상 효과적임을 확인하였다. 움직이는 표적에 호흡 연동 방사선치료를 적용한 선량 분포인데 이는 구동 팬텀 내 필름으로 측정한 것으로 90%가 포함되 는 선량분포의 오차범위 3㎜이내에 분포됨을 알 수 있었다. 실제 환자 호흡곡선의 경우 호기 상태의 시간 이 사인곡선에 비하여 길기 때문에 치료시간이 이보다 짧을 수 있음을 확인하였다.

동시 합성 보정 효과는 검출기의 효율이 향상할 때 그리고 선원과 검출기 사이의 거리가 가까울수록 크게 나타나는 것으로 알려져 있다. 점 선원(60Co)을 사용하여 검출기 중심축 방향 및 방사상 방향에서 거리에 따른 변화를 주어 P/T 비를 구하여 동시합성 보정을 하였다. 따라서 본 연구에서는 중심축 및 방사상 방향에서 동시합성 보정한 값들을 혼합부피선원(450 mL CRM source)에 적용하여 P/T에 따른 전체 피크효율 변화를 Geant4과 비교하였다. 또한 검출기와 시료가 아주 밀착된 상태에서 맵핑법에서 구한 효율을 환경시료 중에서 해양 시료인 미역에 적용하여 P/T 비의 적합성을 평가하고자 한다. 500 keV 이상의 효율의 영향을 받는 에너지 영역에 1,836 keV로 보정한 효율을 적용한 결과 측정값과 보정값의 상대오차는 3.2 % peak 효율이 보정되어 잘 일치하였다. 450 mL CRM source처럼 부피가 커질수록 P/T 비는 ± 5%까지 감소하였다. 이것은 검출기로부터 선원이 멀어짐에 따라 방출된 감마선의 산란이 많아지기 때문이며, 이처럼 P/T 변화는 동시합성 보정 피크 효율에 영향을 줌을 확인하였다.

Geant4 코드는 직선 가속기의 헤드 구조를 사용하여 이전에 구현된 BEAMnrC 데이터를 기반으로 선형 가속기 (VARIAN CLINAC.)를 시뮬레이션하였다, 10MV 광자 선속에서 물팬텀의 심부선량백분율과 측면 선량의 측정값과 Geant4를 비교 평가하였다. 선량 계산을 인체부위에 적용하기 위해 실제 환자의 Lung 부위를 5mm 간격으로 스캔하였다. Water phantom의 조사야(5×5cm2), SAD 100cm에서 10MV 광자를 조사하여 Geant4 선량분포를 구하였다. 이 결과는 실제 환자의 폐(lung)에 흡수되는 선량을 측정하기는 어렵다 그래서 치료계획 시스템에 의한 선량을 비교하였다. 물 팬텀에서 측정된 심부선량 곡선과 Geant4에 의해 계산된 심부선량 곡선은 build-up 영역을 제외한 대부분의 깊이에서 ± 3% 이내로 잘 일치하였다. 그러나 5cm와 20 cm 지점에서 2.95%와 2.87%로 Geant4를 사용한 선량 계산에서 다소 높은 값을 보이고 있다. 이 두 지점은 Genat4의 geometry 파일을 통해 확인할 수 있었으며, 흉추와 흉골이 위치되어 선량이 증가된 것으로 알 수 있었다. 또한, cone beam CT를 적용한 결과에서 폐(lung)의 선량분포 오차는 3% 이내로 유사한 값을 얻었다. 따라서 Geant4를 이용하여 선량을 계산할 때 DICOM 파일에 직접 선량의 contour map이 표현될 수 있다면 Geant4의 임상적 적용이 다양하게 사용될 것이다.

본 연구는 점 선원인 60Co, 137Cs 및 혼합부피선원을 이용하여 피크 대 컴프턴 비율, 연속체 배경 스펙트럼을 감소시키기 위해 저 에너지 peak부터 고 에너지 peak에서 측정된 측정치와 PENELOPE와 비교하였다. 또한, 저에너지 부근에서의 변화를 통해 후방산란, 컴프턴 단(compton edge)의 효율 변화를 PENELOPE와 비교하였다. 혼합부피 선원에서 나온 결과를 토양시료에 적용하여 억제와 비 억제(unsuppressed)모드에서 토양시료의 최소검출한계치가 얼마큼 감소하였는지 확인하고자 한다. 60CO(1,173 keV)의 저에너지 영역의 컴프턴 억제가 상당히 되었으며, 137Cs(661 keV) 피크에 대한 Compton edge의 RF는 2.8이다. 특히, 60Co 선원은 1,173.2keV와 1,332.5 keV의 coincidence 감마선을 방출하므로 컴프턴 억제는 대략 21% 감소하였다. 60Co 선원에서 방출되는 1,173keV와 1,332keV의 compton edge의 RF는 3.2, 3.4였으며 피크대 컴프턴 edge 비율은 8:1로 향상되었다. 그리고, PENELOPE와 비교했을 때 불확도는 2% 이내로 잘 일치하였다. Compton unsuppressed 모드에서 661 keV, 1,173 keV 및 1,332 keV의 MDA 값은 각각 0.535, 0.173 및 0.136Bq/kg이었으나, Compton suppressed 모드에서는 0.121, 0.00826 및 0.00728B/kg로 감소하였다. 따라서, Compton suppres sed는 배후방사능과 검출기 자체에 함유된 방사능을 줄일 수 있었다.

원전 주변의 농경지에서 생산되는 농산물은 방사능 오염으로 인해 체내 방사능 오염을 유발할 가능성을 가질 수 있다. 이에 원전 주변에서 채취된 농산물을 건조 처리하여 섭취에 의한 내부피폭선량 평가를 위해 90Sr의 방사능 농도의 한계치를 알아보고자 하였다. 감마동위원소 분석결과 모든 시료에서 인공핵종은 검출 되지 않았으며, 쌀에서 < 0.0166~0.0336 Bq/kg-fresh, 배추에서 <0.00586~0.0421 Bq/kg-fresh, 열무에서 <0.013 5 ~0.106 Bq/kg-fresh, 배에서 0.0114 ~ 0.0901 Bq/kg-fresh 로서 평상변동범위 수준이었다. 일반인에 대한 연간 선량한도인 1.0 mSv 대비 쌀, 배추, 열무의 90Sr에 대해 각각 0.0177%, 0.0222%, 0.0376%, 0.00243%가 나 왔으며, 이 값은 일반인에 대한 법적 기준치 1 mSv/yr∙man 비해 0.1 % 미만의 값이 나타났다. 따라서 식생활에서 음식 섭취량 또는 연령을 고려하여 어린이, 어른이 섭취하는 식품에 대한 폭넓은 평가가 필요할 것으로 사료된다.

In order to measure the Radionuclides and Concentration, the directly grinded land samples (river soil, pine leaves and mugwort) among the environment samples around the nuclear power plant were filled in a 450 mL Marinelli beaker and weighed to obtain the dry mass ratio of the samples. Then the background and land samples were measured for 80,000 sec. The analysis of the collected land samples showed that most of them contained less radiation nuclide than the detection minimum limit in the ‘Ministry of Education, Science and Technology Public Notice No. 2010-32.’In others, the natural radionuclides 40K were detected. Of the products of nuclear reaction discharged by a nuclear reaction, 134Cs and 137Cs are more easily detected, and their discharge sources can be traced using the relative ratio. Although the radioactive concentration in the vicinity of Kori Nuclear Power Plant, which is more than 1,100km away from Fukushima, the Japanese nuclear accident site, continuous monitoring is needed as the radionuclides can still be accumulated in the soil or animals and plants.

검출기의 자세한 구조를 알고자 CT 스캐닝을 하였으며 크리스털 형상과 사층에 관한 세부적인 구조를 전산모사 계산법을 이용해 재현하였다. 낮은 에너지의 감마선에 대한 피크 효율이 거리가 작아질수록 감소, 보다 높은 에너지(400 keV) 아상에서의 전체 효율성은 검출기 코어를 조정함으로써 불확도를 줄일 수 있었다. PENELOPE 계산법을 이용해 얻은 공간적 의존성 사이에 적절한 일치점이 달성되었음을 확인 하였다. 이는 크리스털 코어, 모서리와 크리스털 코어의 라운딩을 설명해 주는 매개변수들을 조정함으로써 달성되었다.

토양 시료 중에 극미량의 134Cs 방사능 농도는 지각 기원자연방사성 핵종들에 의한 background의 영향 및 피크간의 중첩 및 간섭으로 구분하기가 어렵다. 감마선 분광학에서 참 피크의 식별은 피크의 모양이 대체로 Gaussian임을 고려하여 smoothing에 의해 통계적 요동을 감소시켜 보거나 피크의 폭이나 솟아오름의 정도를 검사하거나, 저에너지 tailing 현상에 대한 함수를 추가하거나 Gaussian 함수자체를 변형시켜 확인 할 수 있었다. 그러므로 스펙트럼 분석에 대한 정보와 지식이 필요할 것으로 사료된다.

Compton suppression 장치는 Compton 산란 반응을 이용하여, 스펙트럼의 Compton continuum 부분을 억제함으로써 Compton continuum 영역 내에서의 감마선 피크들의 분석을 보다 명확하게 할 수 있게 해주는 장치이다. 표층토양 시료에서 검출된 인공 방사능인 137Cs과 자연 방사능인 40K핵종의 방사능 농도 값들에 대한 방사능 계수치가 백그라운드를 상회하는 측정값이 발생되거나, 불필요한 방해피크나 비해석 대상 피크에 대하여 검출된 표준선원의 방사능 농도 값들의 실측치에 대한 background를 비억제 스펙트럼(Compton Unsuppression)과 억제 스펙트럼(Compton suppression)을 적용시켜 측정 에너지에 대한 교정을 알고자 점선원인 137Cs을 거리별에 따라 측정하여, 몬테칼로 시뮬레이션과 비교 분석함으로서 효율적인 검출 능력을 얻고자 함이며, Compton 억제 인자를 보면 거리가 멀어짐에 따라 CSF 값이 클수록 더 많은 Compton suppression가 이루어졌음을 알 수 있고, 137Cs을 이용한 컴프턴 비억제 모드와 억제모드로 측정된 스펙트럼에서 컴프턴 연속에 의한 백그라운드가 감소함을 알 수 있었다.

세기조절방사선치료(intensity modulated radiation therapy ; IMRT)는 주변 정상장기 선량을 최소화하면서 종양에 집중적으로 고선량을 조사할 수 있는 장점으로 인하여 최근 그 사용이 급격히 증가하고 있다. 기능강화 동적쐐기 (enhanced dynamic wedge; EDW) 사용 시 기하학적 변화에 따른 Mapcheck에서의 선량분포를 측정 평가하고자 한다. Clinac ix에서 IMRT를 이용하여 EDW angle(10˚, 15˚, 20˚, 25˚,30˚, 45˚, 60˚), field size(asymmetric field),depth 변화(1,5 cm, 5 cm)에 따른 선량분포를 검증하기 위해 Mapcheck위에 고체팬텀을 올려놓고 6 MV, 10MVX-ray로 100MU를 조사하였다. 6MV, 10MV의 에너지를 사용하여 기하학적변화에 따라 최대선량깊이(1.5 cm)와 5cm 깊이에서 심부 선량백분율(percentage depth dose; PDD)은 치료계획장치에서 계산한 값의 차이가 최대 0.6%로 1%미만의 값으로 나타났다. 심부선량백분율은 조사야 중앙에서 최대선량깊이의 선량을 100%로 보았을 경우, 2.4%에서 7.2%의 범위에 있다. 또한 심부선량백분율 차이의 최대값은 Y2-OUT 방향에서 4.1%로 나타났고 Y1-IN 방향으로 1.7%로 나타났다. 동적쐐기를 사용하여 환자를 치료할 경우, 조사야 주변부의 불필요한 피폭을 유발하여 산란되는선량을 줄이기 위하여 기능 강화 동적쐐기를 사용하는 것이 바람직할 것으로 사료된다. 특히 임상에서 환자를 치료할경우, 쐐기의 toe방향 선량이 heel방향 선량보다 높다는 것을 염두에 두고 치료를 수행해야 할 것으로 사료된다.

요오드는 원자력 시설에서 사고가 발생할 경우 방사선 피폭을 검토할 때 고려해야 할 중요한 핵종 중 하나이다. 그러므로 체르노빌 사고 시 대기 중에는 유기물 형태의 요오드가 비유기물 형태의 요오드보다 많이 관찰되었다. 본 연구에서는 시료의 양 및 측정시간에 변화를 주었으며, 또한 131I 액체선원을 사용하여 증류수에 희석한 시료 및 다시마를함께 섞은 시료를 이용하여 검출하한치를 측정․분석하였다. 방사능농도 하한치에 들어 인체에는 무해함을 확인 할 수있었다. 131I선원의 시간이 흐를수록 카운트가 줄어듦을 알 수 있었다. 반감기를 계산해본 결과 7~9사이의 결과를 얻었고, 131I를 혼합한 시료의 경우 최고 7일이 지난 후에는 초기 조건에서 반으로 감소한다는 것을 알 수 있었다.

최근의 방사선 피폭 선량을 조사하여 그 경각심을 일깨워주기 위함이다. 그 분석결과, K병원의 2008년도 평균피폭 선량은 0.75±0.26mSv, 2009년은 0.67±0.30mSv, 2010년은 0.92±0.33mSv였다. P병원은 2008년이 0.43±0.13mSv, 2009년 0.43±0.20mSv, 2010년이 0.33±0.85mSv로 나타났으며, 연령별 평균 피폭선량은 K병원의 20대가 13.39 mSv, 30대 8.37mSv, 40대 1.19mSv, 50대 0.28mSv, 60대 0.32mSv로 나타났고 P병원은 20대 0.33mSv, 30대 1.41 mSv, 40대 0.83mSv, 50대 1.66mSv, 60대 1.12mSv 였다. 또한 3년간 피폭선량의 평균을 성별로 나누어서 나타냈는 데 K병원에서 남자의 피폭선량은 2.92±1.03mSv, 여자의 피폭선량은 0.94±0.93mSv였다. P병원에서의 남자의 피폭 선량은 0.66±0.18mSv이고 여자는 1.80±0.60mSv로 나타났다. 방사선을 취급하는 과별로 받는 년간 평균 피폭 선량 은 영상의학과 1.65±1.54mSv, 방사선종양학과 1.17±0.82mSv, 핵의학과 1.79±1.42mSv, 기타 0.99±0.51mSv였으며 상대적으로 저선량율 에너지를 사용하는 핵의학과에서 다른 과와 비교해서 방사선 피폭이 높게 나타났으며(p<0.05), 핵의학과내에서는 특히 동위원소 조작실과 주입실의 년간 평균 피폭량이 3.69±1.81mSv으로 많은 피폭을 받고 있었 다(p<0.01). 직종별 연평균 피폭선량은 의사 1.75±1.17mSv, 방사선사 1.60±1.39mSv, 간호사 0.93±0.35mSv, 기타 1.00±0.3mSv로 의사와 방사선사가 다른 직종에 비해 높게 나타났다(p<0.05). 방사선 작업 종사자에 대한 피폭측정 및 평가가 철저히 이루어져 피폭 가능성을 줄이는데 관심과 주의가 필요하며 누적 선량을 최소화하여 방사선 작업 종 사자의 건강을 유지하고 증진 시켜야 할 것이다.

ultiplies exponentially at that moment. Purpose of this experiment is everyday and twice a week over a four month period (march~june) 2009 year to confirm maintenance of accuracy through Quality control of OBI. In short, measurement of exponentially multiplying accuracy of OBI and regular accuracy control was able to maintain accuracy from the center of treatment within 0.1 cm. Therefore, evaluation of exponentially multiplying accuracy using OBI accuracy control linear accelerator phantom on daily, weekly basis was confirmed.

Based on basic concept of detection limit, sample measurement time & background measurement time was considered, and MDA values according to background measurement time and sample measurement time in land samples(river soil, surface soil, drinking water, underground water, surface water, pine leaf, mugwort) analysis among environmental samples were compared. Seeing the water sample analysis result, it was shown that most of the samples were not detected, and most of the samples in land specimen analysis showed to be below the detection limit of "Ministry of Education, Science and Technology Announcement Je-2008-28-ho", but Cs which is one of artificial radioactive nuclide was detected in some samples. It can be traced back to 1950s and 1960s when nuclear tests were carried out in atmosphere and catastrophic Chernobyl atomic power station accident that caused fallouts in the sky, and this is common level of detection that can be observed worldwide. Seeing the result that the Cs(which is a isotope of Cs, and it has relatively short half life) was not detected in all samples, it can be considered it doesn't affect to the operation of atomic power station.

영상유도방사선치료(image guided radiation therapy: IGRT) 시 환자를 1차적으로 skin marker를 이용하여 위치시키 고 2차적으로 OBI(on board imager)를 이용하여 해부학적 위치를 확인 후 couch를 움직여 set up을 보정하게 되는데, 이 때 발생하는 오차에 대한 평가를 하려고 한다. 치료계획시 0° 와 270° 방향의 DRR(digital reconstructed radiography) 영상과 OBI로 촬영한 영상을 2차원-2차원 정 합(2D-2D matching)으로 비교하여 치료계획시 환자의 셋업과 치료시 환자의 셋업의 오차를 비교하였다. Head&Neck 및 Spinal cord와 같은 주요장기 부위의 치료에서는 치료때 마다 OBI에 의하여 셋업시 확인하였으며, Chest 및 Abdomen& Pelvic 는 일주일에 2～3회 확인하였다. 그러나 보정 값은 모두 OIS(oncology information system)에 기록하여 160명의 환자를 대상으로 각각 Head&Neck, Chest 및 Abdomen&Pelvic으로 나누어 피부 지표를 이용한 셋업의 정확성을 평가하 였다. Head&Neck 환자의 평균 셋업 오차는 각각 AP, SI, RL 방향에서 0.2±0.2 cm, -0.1±0.1 cm, -0.2±0.0 cm 로 나타났 으며, Chest의 경우 -0.5±0.1 cm, 0.3±0.3 cm, 0.4±0.2 cm 로 나타났고 Abdomen의 경우 0.4±0.4cm, -0.5±0.1cm, -0.4±0.1cm로 나타났다. Pelvic 의 경우 0.5±0.3 cm, 0.8±0.4 cm, -0.3±0.2 cm 나타났다. Head&Neck 같은 강체(rigid body)는 셋업 오차가 Chest 및 Abdomen 부위에 비하여 상대적으로 작게 나타났다. Chest에서는 횡축 방향의 오차가 컸 으며, Abdomen&Pelvic 에서는 AP 방향의 오차가 크게 나타났다. Chest에서 횡축오차가 크게 나타난 이유는 환자 셋업시 환자 몸의 휘어짐에 기인한 것이며, Abdomen에서의 AP방향의 오차가 큰 이유는 환자의 호흡으로 인해 앞뒤 위치의 변화 때문으로 사료된다. 환자 셋업 시스템에서는 systematic error 는 나타나지 않았다. OBI는 해부학적 위치를 확인하기 때문에 병소가 피부에 위치해 있을 경우 피부마커로 셋업을 하는 것이 정확할 것으로 생각된다. 2차원-2차원 정합은 3차원-3차원 정합과 비교하여 rolling 오차를 찾아내지 못하나 환자 의 피폭이 적다는 장점이 있으며 셋업 확인 시간이 짧기 때문에 실제 임상에서는 2차원-2차원 정합이 유용하였다.