근래의 방사선 치료는 고 에너지 사용이 증가하여 심부에 위치한 종양의 치료효율이 높아졌다. 그러나 이와 함께 광핵반응으로 인한 광중성자의 발생이 문제되고 있으며, 광중성자는 광자보다 인체의 위해도가 높아 지속적인 관리가 요구된다. 이와 관련하여 몬테카를로 방식의 모의실험을 활용한 연구가 활발히 진행되고 있지만, 실측에 있어서는 미비한 실정이다. 이에 본 연구는 방사선 검출기를 이용하여 거리와 위치에 따른 광자와 광중성자를 측정하여 상관관계를 분석하였다. 그 결과, 광자는 거리가 멀어지고 조사야가 작아질수록 산란선량이 감소함을 알 수 있었다. 또한 광중성자는 광자와는 다르게 조사야가 작을수록 선량값이 증가하였으며, 일정거리까지 증가하는 경향성을 보이다 감소하는 것으로 나타났다.

본 연구는 고 에너지 방사선 조사에 기인된 방사선치료실 내 오존 농도의 변화를 비교·분석하고자 하였 다. 이를 위하여 치료실 주변 대기 중 오존 농도와 치료실 내 배경 오존 농도를 분석하여 고 에너지 방사선 조사에 기인된 치료실 내 평균 오존 농도를 비교하였다. 치료실 내 배경 오존 농도는 평균 17.4±7.9ppb로 방사선치료실 주변의 대기 중 오존 농도(평균 36.8±22.3ppb)보다 약 50% 정도 통계적으로 유의하게 낮게 나타났다(p<0.05). 고 에너지 방사선 조사에 기인된 치료실 내 오존 농도는 방사선이 조사됨과 동시에 배경 오존 농도의 약 2배 수준으로 급격하게 증가되었으며 조사시간이 증가함에 따라 기울기가 일정한 증가 추 이를 보이다가 약 130초에서 180초 부근에서 최대 오존 농도를 이루고 점차 포화되는 경향을 보였으며 배 경 오존 농도로 감소하는데 소요되는 시간은 약 10분 이상이었다. 본 연구 결과를 토대로 고 에너지 방사 선 조사에 기인된 방사선치료실 내 오존 농도는 후각을 자극하는 오존의 특이한 냄새를 맡거나 순간적인 호흡 곤란과 마른기침으로 가슴 통증 등의 신체적 증상이 나타날 수 있는 수준으로 밀폐된 방사선치료실 에서 고농도 오존에 장시간 노출될 경우 폐 질환을 악화시킬 수 있기 때문에 각별한 주의가 요구된다.

방사선치료는 의료용 선형가속기를 이용하는 방식이 가장 많이 적용되고 있으며 사용되는 광자선도 고 에너지화 되고 있다. 최근에 도입되는 선형가속기에는 선속평탄 여과판을 사용하지 않는 3F 방식과 조사중 에 조사야에 맞춰 jaw가 움직이는 tracking jaw 기술이 적용되어 임상에 보급되고 있다. 이에 본 연구는 선 형가속기를 이용한 고에너지 X선 조사 시 선속평탄 여과판 사용 유무에 따른 광중성자 발생과, tracking ja w 사용에 따른 광중성자 발생을 측정하여 비교분석하였다. 그 결과 3F 방식이 선속평탄 여과판의 적용에 비하여 광중성자의 검출이 약 70% 낮게 나타났으며, tracking jaw 방식은 static jaw에 비하여 약 83% 높게 광중성자가 발생하는 것으로 나타났다.

Next Generation Small Satellite-1 (NEXTSat-1) is scheduled to launch in 2017 and Instruments for the Study of Space Storm (ISSS) is planned to be onboard the NEXTSat-1. High Energy Particle Detector (HEPD) is one of the equipment comprising ISSS and the main objective of HEPD is to measure the high energy particles streaming into the Earth radiation belt during the event of a space storm, especially, electrons and protons, to obtain the flux information of those particles. For the design of HEPD, the Geometrical Factor was calculated to be 0.05 to be consistent with the targets of measurement and the structure of telescope with field of view of 33.4° was designed using this factor. In order to decide the thickness of the detector sensor and the classification of the detection channels, a simulation was performed using GEANT4. Based on the simulation results, two silicon detectors with 1 mm thickness were selected and the aluminum foil of 0.05 mm is placed right in front of the silicon detectors to shield low energy particles. The detection channels are divided into an electron channel and two proton channels based on the measured LET of the particle. If the measured LET is less than 0.8 MeV, the particle belongs to the electron channel, otherwise it belongs to proton channels. HEPD is installed in the direction of 0°,45°,90° against the along-track of a satellite to enable the efficient measurement of high energy particles. HEPD detects electrons with the energy of 0.1 MeV to several MeV and protons with the energy of more than a few MeV. Thus, the study on the dynamic mechanism of these particles in the Earth radiation belt will be performed.