몬테카를로 시뮬레이션을 이용한 친환경 의료용 차폐 시트개발
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2021
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Korean
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202-202(1쪽)
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의료방사선은 세계적 고령화와 질병의 증가에 따라 이용되는 필수적인 전자기파 방사선인 동시에 인공방사선의 약 80%를 차지하고 있다. 방사선이 인체에 미치는 영향에는 결정적 영향과 확률적 영향이 있으며, 특히 확률적 영향은 문턱선량이 없어 적은 선량에서도 암 발생 확률이 증가되기 때문에 전자기파의 물리적 성질을 가진 엑스선차폐를 위해 의료방사선 검진 시 방사선방호용기구의 착용이 권고되고 있다. 현재까지 높은 원자번호와 밀도의 납 소재를 활용한 방사선방호용기구가 사용되고 있지만, 방사선방호용기구의 노후 시 납자체 독성으로 인체와 환경에 유해하다는 단점이 제시되었다. 이후 납을 사용하지 않은 친환경 물질 기반의 차폐복이 개발되었으나 대부분이 교반 방식에 편중되어 있으며, 선행연구에 따르면 교반 방식은 나노 입자의 불균등한 분포와 그에 따른 공극으로 인해 방사선 차폐성능이 불균등하다는 문제점이 보고되었다. 이에 본 연구는 몬테카를로 시뮬레이션 GATE 를 이용하여 성인의 진단 엑스선 에너지 범위 중 고 영역인 120, 150 kVp 에서 단일 원소 물질을 적층으로 쌓아 각 층별 물질과 두께를 최적화하였으며, 그 결과를 바탕으로 또 다른 시뮬레이션 도구인 MCNP 에서 최적화된 차폐 시트결과를 표준 한국인 체형 기반인 HDRK(High-Definition Reference Korean-Man)팬텀에 적용하여 각 장기별 선량을 도출하였다. 차폐물질은 주석(Tin), 텔루륨(Tellurium), 텅스텐(Tungsten), 비스무트(Bismuth)을 이용하였으며 원자번호, 밀도, k-edge 등의 특성을 고려하여 적층구조로 구현하였다. 본 연구 결과는 엑스선이 활용되는 의료분야뿐 아니라 지질탐사, 보안시스템등 다양한 분야에서 피폭저감화에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.
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