선량 및 선량률 변화에 따른 말초혈액 임파구의 염색체 이상의 빈도

정태식(Tae Sik Jeong),백흠만(Heum Man Baek),신병철(Byung Chul Shin),문창우(Chang Woo Moon),김미향(Mi Hyang Kim),이용환(Yong Hwan Lee),염하용(Ha Yong Yum) 대한방사선종양학회 2000 Radiation Oncology Journal Vol.18 No.2

목 적 : X- 선 조사 후 이동원 염색체와 환형 염색체의 빈도가 피폭 선량과 비례하는지를 확인하고, X-선 조사시 선량률의 변화가 생물학적 선량 측정에 영향을 주는지를 찾아서 보정인자로 작용하는지를 알아보았다. 대상 및 방법 : 28세의 건강한 성인남자에서 2회에 걸쳐 각각 16 ml와 18 ml의 전혈을 정맥으로부터 무균채취하여 이미 해파린(heprin) 처리되어 있는 10 ml의 vacutainer (삼화공사, 한국)에 2 ml씩 분주하였다. 분주한 혈액 시료를 1개는 정상대조 군으로 16개는 실험 군으로 총 17개를 실험에 사용하였으며, 방사선 조사는 조사야 10×10 cm2로 분당 240 cGy 의 일정한 선량률로 50, 100, 200, 300, 400, 600, 800cGy의 선량을 각 1회 조사하였다. 나머지 9개의 실험 군은 동일한 선량(400 cGy)에서 선량률 변화만 주어 20, 40, 60, 80, 100, 160, 240, 320, 400 cGy/min의 각 선량률로 1회 조사하였다. 관찰 시 염색체의 개수가 46±2개 되는지 여부를 확인하고 또한 염색체의 밀도나 염색체 형태가 염색체 이상 빈도 확인에 적합한지 확인한 후 해당되는 경우에 한해서만 계측하였다. 각 표본에서 최소 50개의 림프구를 관찰하려고 하였다. 통계처리는 SPSS를 이용하여 평균값비교와 회귀곡선의 기울기 값을 구하였다. 결 과 : 방사선 조사된 림프구의 관찰된 총 수에 대한 염색체 이상을 가진 림프구의 비율(yield)은 선량이 50, 100, 200, 300, 400, 600, 800 cGy일 때 각각 0, 9, 20, 27, 55, 88, 100%이었다. 선량변화에 따른 염색체 이상(이동원 및 환형 염색체)의 평균빈도는 50, 100, 200, 300, 400, 600, 800 cGy일 때 각각 0.000, 0.093, 0.200, 0.364, 0.612, 2.040, 2.846이었다. 관찰된 총림프구에서 이동원 염색체와 환형 염색체의 빈도(Ydr)는 선량이 50, 100, 200, 300, 400, 600, 800 cGy일 때 각각 0.000, 0.093, 0.200, 0.364, 0.613, 2.040, 2.846이었다. 방사선량과 Ydr의 관계는 Ydr=αD+βD2에 의한 Liner- quadratic model을 따를 때 Ydr=0.188×10- 2×D/Gy+0.422×10- 4/Gy2×D2로 나타났다. 이동원 염색체와 환형 염색체 이상을 가지는 림프구에서 이동원 염색체와 환형 염색체의 빈도(Qdr)는 50, 100, 200, 300, 400, 600, 800의 선량일 때 각각 0.000, 1.000, 1.000, 1.333, 1.118, 2.318, 2.846 이었으며 이는 앞의 Ydr값으로부터 구한 값과 거의 일치하였다. 선량 율을 각각 20, 40, 60, 80, 100, 160, 240, 320, 400 cGy/min으로 달리하여 총 선량을 400 cGy를 각각 조사했을 때 임파구에서 나타난 염색체이상(이동원, 환형, 무동원체단편 염색체)의 빈도의 차는 없었다. 결 론 : 방사선의 급성 피폭에 의한 손상은 선량률에 의한 영향은 미미하며 대부분 피폭된 총 선량에 의해 좌우된다. 염색체 이상을 이용한 생물학적 선량측정방법은 피폭 선량이 증가함에 따라 비교적 규칙적으로 증가하므로 피폭 선량 측정을 위한 유용한 방법이라고 생각한다. 그러나 일회 피폭인 급성 피폭 시는 선량률 변화가 보정인자로써 작용하지는 않았다. Purpose : It was studied that the relationship between radiation dose, dose rate and the frequency of chromosomal aberrations in peripheral lymphocytes. Methods and Materials : Peripheral lymphocytes were irradiated in vitro with 6 MeV X- ray at dose ranges from 50 cGy to 800 cGy. The variations of the frequency of chromosomal aberrations were observed according to different radiation dose rate from 20 cGy/min to 400 cGy/min at constant total dose of 400 cGy which it was considered as factor to correct biological radiation dose measurement. Results :The yields of lymphocytes with chromosomal aberrations (dicentric chromosome, ring chromosome, acentric fragment pairs) are 0% at 50 cGy, 9% at 100 cGy, 20% at 200 cGy, 27% at 300 cGy, 55% at 400 cGy, 88% at 600 cGy, and 100% at 800 cGy. The value of Ydr is 0.000 at 50 cGy, 0.093 at 100 cGy, 0.200 at 200 cGy, 0.364 at 300 cGy, 0.612 at 400 cGy, 2.040 at 600 cGy, and 2.846 at 800 cGy. The relationship between radiation (D) and the frequency of dicentric chromosomes and ring chromosomes (Ydr) can be expressed as Ydr=0.188×10- 2/Gy×D+0.422×10- 4/Gy2×D2 . The value of Qdr is 0.000 at 50 cGy, 1.000 at 100 cGy, 1.000 at 200 cGy, 1.333 at 300 cGy, 1.118 at 400 cGy, 2.318 at 600 cGy, and 2.846 at 800 cGy. When 400 cGy is irradiated with different dose rate each of 20, 40, 60, 80, 100, 160, 240, 320, and 400 cGy/min, Ydr is each of 0.982, 0.837, 0.860, 0.732, 0.763, 0.966, 0.909, 1.006, and 0.806, and Qdr is each of 1.839, 1.565, 1.654, 1.333, 1.381, 1.750, 1.6000, 1.710, and 1.318. Conclusion :There are not the significant variations of Ydr and Qdr values according to different dose rate. And so radiation damage is influenced by total exposed radiation doses and is influenced least of all by different dose rate when it is acute single exposure.

선량 중첩을 이용한 멀티형 연 X-선 정전기 제거장치의 개발

이수환,이동훈,Lee, Su Hwan,Lee, Dong Hoon 한국안전학회 2018 한국안전학회지 Vol.33 No.2

In display and semi-conductor manufacturing process, there are numerous unstable factors such as particle concentration, minimal vibration, changes in magnetic field, or electrostatic that becomes an issue to be managed and controlled. In the recent, X-ray ionization is widely used that is neutralized by separating air or gas molecules in the area where the static must be resolved. The mono-type of X-ray ionizer was not capable to be used in $8^{th}$ generation panels manufacturing plant due to its insufficient ionizing coverage since the panel itself is approximately in $2m{\times}3m$. To resolve the current problem, the development of new type called, "Multi-type X-ray ionizer" has resulted in covering enough ionizing space in $8^{th}$ generation panels industry. Comparing mono and multi types with MCNPX code simulation, the multi one indicates more X-ray flux, efficiency, and ionization performance in comparison with either a mono-type or multi-type in array format. In addition, the ionizing efficiency of overlapping area with multi-type showed 30% higher effectiveness rate as to the ordinary mono-type.

양방사선 골밀도 측정 장치의 공간산란선량분포측정

김선칠,원도연,박창희,동경래,Kim, Seon-Chil,Won, Do-Yeon,Park, Chang-Hee,Dong, Kyung-Rae 대한디지털의료영상학회 2011 대한디지털의료영상학회논문지 Vol.13 No.2

In this experiment, how DEXA(Dual-energy X-ray Absorptiometry) bone mineral density was measured using the equipment. In order to maintain the same measurement conditions, bone mineral density measurements of 10 cm thick phantom, with an actual patient at a point when examining the same conditions(100 kVp, 1 mA) and then out to the five doses of radiation and its average was calculated by dividing measured. X-ray dose rate measured at the Research Institute, Sword of the gamma survey meters calibrated MEDCOM Ltd. (Inspector GM counter tube) was used, calibration factor is 1.15. On a horizontal plane around the patient, depending on the distance was significantly reduced dose rate. In addition, orientation $0^{\circ}$ head end was higher in the direction of the highest dose rate, $0^{\circ}$ $180^{\circ}$ direction from the direction towards the higher dose rate reduced to some extent in the direction of all the $120^{\circ}$ were able to identify.

Feasibility of clay-shielding material for low-energy photons (Gamma/X)

S.M. Tajudin,A.H.A. Sabri,M.Z. Abdul Aziz,S.F. Olukotun,B.M. Ojo,M.K. Fasasi 한국원자력학회 2019 Nuclear Engineering and Technology Vol.51 No.6

While considering the photon attenuation coefficient (m) and its related parameters for photonsshielding, it is necessary to account for its transmitted and reflected photons energy spectra and dosecontribution. Monte Carlo simulation was used to study the efficiency of clay (1.99 g cm 3) as a shieldingmaterial below 150 keV photon. Am-241 gamma source and an X-ray of 150 kVp were calculated. Thecalculated value of m for Am-241 is higher within 5.61% compared to theoretical value for a single-energyphoton. The calculated half-value layer (HVL) is 0.9335 cm, which is lower than that of ordinary concretefor X-ray of 150 kVp. A thickness of 2 cm clay was adequate to attenuate 90% and 85% of the incidentphotons from Am-241 and X-ray of 150 kVp, respectively. The same thickness of 2 cm could shield thegamma source dose rate of Am-241 (1 MBq) down to 0.0528 mSv/hr. For X-ray of 150 kVp, photons below60 keV were significantly decreased with 2 cm clay and a dose rate reduction by ~80%. The contributionof reflected photons and dose from the clay is negligible for both sources.

다인병실에서 이용되는 방사선원의 종류에 따른 공간선량률 분석

장동근(Dong-Gun Jang),김정훈(Junghoon Kim),박은태(Eun-Tae Park) 대한방사선과학회(구 대한방사선기술학회) 2017 방사선기술과학 Vol.40 No.3

의료 방사선은 환자의 진단 및 치료를 함에 있어 중대한 이득을 제공하지만 주변인에게 불필요한 피폭을 발생시킨다. 이에 본 연구에서는 환자와 일반인이 같은 공간 내 상주하는 다인 병실에 대해 선원항의 종류에 따른 공간선량률을 분석하고자 하였다. 실험은 몬테카를로 모의모사(MCNPX)를 이용하였으며, 선원항은 전신 뼈검사 환자와 이동형 X선 발생장치를 모사하였다. 실험결과 전신 뼈검사 환자의 측면 병상 위치에서 약 3.46 μSv/hr의 선량이 나타났으며, 이동형 X선 발생장치를 이용한 실험 결과, 흉부검사 시 측면 병상 위치에서 1.47 × 10 -8 μSv/irradiation, 복부검사 시 측면 병상 위치에서 2.97 × 10 -8 μSv /irradiation 값이 나타났다. 이처럼 다인병실에서는 주변 환자에게 불필요한 방사선을 발생시키며, 국내의 미흡한 다인 병실의 방사선에 대한 법적인 규제 및 체계적인 차폐 방안이 마련되어져야 할 것이다. Medical radiation offers significant benefits in diagnosing and treating patients, but it also generates un-necessary radiation exposure to those nearby. Accordingly, the objective of the present study was to ana-lyze spatial dose rate according to types of radiation source term in multi-bed hospital rooms occupied by patients and general public. MCNPX was used for geometric simulation of multi-bed hospital rooms and radiation source terms, while the radiation source terms were established as whole body bone scan patients and imaging using a portable X-ray generator. The results of simulation on whole body bone scan patients showed 3.46 μSv/hr to another patient po-sition, while experimental results on imaging using a portable X-ray generator showed 1.47 × 10 -8 μSv/ir-radiation to another patient position in chest imaging and 2.97 × 10 -8 μSv/irradiation to another patient position in abdomen imaging. Multi-bed hospital room, unnecessary radiation generated in the surrounding patients, while legal regu-lations and systematic measures are needed for radiation exposure in multi-bed hospital rooms that are currently lacking in Korea.

CMOS 이미지 센서를 사용한 방사선 측정에 관한 연구

이주현,이승호,Lee, Joo-Hyun,Lee, Seung-Ho 한국전기전자학회 2015 전기전자학회논문지 Vol.19 No.2

본 논문에서는 CMOS 이미지 센서를 사용한 방사선 측정 알고리즘 및 장치의 구성을 제안한다. CMOS 이미지 센서를 사용한 방사선 측정 알고리즘은 CMOS 이미지 센서에 입사된 방사선 입자 판별 알고리즘과 CMOS 이미지 센서로 매초 수 십장의 이미지에 입사된 방사선 입자에 대한 픽셀 수의 누적 및 평균을 기준으로 하는 방사선 수치 측정 알고리즘을 사용한다. CMOS 이미지 센서에 입사된 방사선 입자 판별 알고리즘은 입사된 방사선 입자의 이미지를 R, G, B로 분할하고 각각의 이미지에 대해 명암 및 백그라운드와 입자를 구별할 수 있는 임계값 설정 조정을 통하여 측정한다. 방사선 수치 측정 알고리즘은 설정된 주기에 따른 CMOS 이미지 센서로 매초 수 십장의 이미지에 입사된 방사선 입자수를 누적 저장, 평균을 통하여 방사선 수치를 측정한다. 제안된 알고리즘의 검증을 위한 하드웨어 장치는 CMOS 이미지 센서 및 이미지 시그널 프로세서부, 제어부, 전원회로부, 디스플레이부 등으로 구성된다. 제안된 CMOS 이미지 센서를 사용한 방사선 측정에 관하여 실험한 결과는 다음과 같다. 첫 번째로 저가의 CMOS 이미지 센서를 사용하여 방사선 입자 판별 측정 실험을 통해 고가의 GM Tube의 측정 구간별 특성과 대체로 유사한 특성을 나타낼 수 있음을 확인할 수 있었다. 두 번째로 저가의 CMOS 이미지 센서로 방사선 수치 측정 실험을 통해 고가의 GM Tube가 나타내는 선형 특성과 대체로 유사한 특성을 나타냄을 확인할 수 있었다. In this paper, we propose the radiation measuring algorithm and the device composition using CMOS image sensor. The radiation measuring algorithm using CMOS image sensor is based on the radiation particle distinguishing algorithm projected to the CMOS image sensor and accumulated and average number of pixels of the radiation particles projected to dozens of images per second with CMOS image sensor. The radiation particle distinguishing algorithm projected to the CMOS image sensor measures the radiation particle images by dividing them into R, G and B and adjusting the threshold value that distinguishes light intensity and background from the particle of each image. The radiation measuring algorithm measures radiation with accumulated and average number of radiation particles projected to dozens of images per second with CMOS image sensor according to the preset cycle. The hardware devices to verify the suggested algorithm consists of CMOS image sensor and image signal processor part, control part, power circuit part and display part. The test result of radiation measurement using the suggested CMOS image sensor is as follows. First, using the low-cost CMOS image sensor to measure radiation particles generated similar characteristics to that from measurement with expensive GM Tube. Second, using the low-cost CMOS image sensor to measure radiation presented largely similar characteristics to the linear characteristics of expensive GM Tube.

방사선 측정장치의 저준위 방사선 측정과 방사선량의 급격한 변화에 따른 장치의 반응 속도개선에 관한 연구

이주현,이승호,Lee, Joo-Hyun,Lee, Seung-Ho 한국전기전자학회 2014 전기전자학회논문지 Vol.18 No.4

본 논문에서는 방사선 측정장치의 저준위 방사선 측정 알고리즘과 방사선량의 급격한 변화에 따른 장치의 반응 속도개선을 위한 알고리즘 및 장치의 구성을 제안한다. 저준위 방사선 측정의 측정 정밀도를 개선하기 위한 알고리즘은 방사선 측정센서로부터 수집된 펄스의 누적평균을 기준으로 하는 듀얼 윈도우 방사선 수치 측정법을 사용한다. 방사선량의 급격한 변화에 따른 장치의 반응 속도개선을 위한 알고리즘은 신규로 입력된 6초 동안의 데이터 패턴분석을 통한 듀얼 윈도우 방사선 수치 측정법을 사용한다. 제안된 알고리즘의 검증을 위한 하드웨어 장치로는 센서 및 고전압 발생부, 제어부, 충전 및 전원회로부, 무선통신부, 디스플레이부 등으로 구성되어 있다. 제안된 알고리즘에서 사용한 듀얼 윈도우 방사선 수치 측정법을 실험한 결과, 기존 5uSv/h 수준의 저선량 한계에서 대체로 불확도가 낮아지고 선형성이 개선됨을 확인할 수 있었다. 또한 급격한 방사선량의 변화에 대한 장비의 반응속도 개선에 대해 실측실험을 통해 6초 이후에 변화된 수치가 반응함을 확인하였다. 따라서 제안된 알고리즘이 급격한 변화에 따른 장치의 반응속도가 개선됨을 확인할 수 있었다. This paper suggests an algorithm to measure low-level radiation by radiation measuring devices, and the other algorithm to improve reaction speed of the device to better respond to dramatic changes in radiation amount. The former algorithm to improve the accuracy of measuring low-level radiation takes advantage of a dual window radiation measurement method which is based on accumulated average of pulses gathered by a radiation measuring sensor. The latter algorithm is to enhance reaction speed of a measuring device to more sensitively react to dramatic changes in radiation amount by adopting a dual window radiation measurement method which analyzes data patterns newly put into for six seconds. To verify the suggested algorithms, a hardware-which consists of sensor and high-voltage generator, controller, charger and power supply circuit, wireless communication part, and display part-was used. Tests conducted on the dual window radiation measurement method as used in the suggested algorithm have proved that accuracy improves to measure low-level radiation of 5uSv/h, and linearity also gets better. Other tests were conducted to see whether the suggested algorithm enhances the reaction speed of a radiation measuring device so that the device responds better to dramatically changing radiation amount. The experimental results have shown meaningful changes in numbers after six seconds. Therefore, the conclusions are made that the algorithm enhances the reaction speed of the device.