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목차

표제지=0,1,1

제출문=0,2,1

최종연구보고서 초록/김창렬=0,3,1

요약문=i,4,7

SUMMARY=viii,11,10

CONTENTS=xviii,21,2

List of Tables=xx,23,2

List of Figures=xxii,25,4

목차=xxvi,29,1

표목차=xxvii,30,2

그림목차=xxix,32,3

제1장 연구과제의 개요=1,35,2

제2장 국내외 기술개발 현황=3,37,2

제3장 연구개발수행 내용 및 결과=5,39,1

제1절 고 에너지／고 선량 절대측정장치 및 화학선량계 개발=5,39,1

1. 고 에너지／고 선량 절대측정장치 개발=5,39,56

2. 화학선량계 개발=60,94,21

제2절 치료선량 평가용 TLD 개발 및 성능향상=81,115,1

1. KLT-300(LiF:Mg,Cu,Na,Si) TL 소자의 제조=81,115,7

2. 첨가물 농도 및 XRD 분석=87,121,4

3. KLT-300(LiF:Mg,Cu,Na,Si) TL 소자내 첨가물들의 역할 규명=91,125,13

4. TL 발광곡선 분석=104,138,3

5. 선량계적 특성=106,140,11

제3절 방사선치료시스템 교정 및 평가방법 개발=117,151,1

1. 에어커마에 기반을 둔 광자의 흡수선량 결정=117,151,33

2. 물흡수선량 교정에 기반을 둔 광자의 흡수선량 결정=150,184,47

3. 치료선량 평가 및 검증=197,231,23

제4장 연구개발 목표 달성도 및 관련분야에의 기여도=220,254,1

제1절 연구개발 목표의 달성도=220,254,1

제2절 관련분야에의 기여도=221,255,2

제5장 연구개발결과의 활용계획=223,257,2

제6장 참고문헌=225,259,5

영문목차

[title page etc.]=0,1,10

Summary=viii,11,10

Contents=xviii,21,2

List of Tables=xx,23,2

List of Figures=xxii,25,10

I. Introduction=1,35,2

II. Research and development status=3,37,2

III. Details of the study and the results=5,39,1

1 . Development of absolute measurement technology for high energy／high dose radiation and chemical dosimeter=5,39,1

1) Development of absolute measurement technology for high energy／high dose radiation=5,39,56

2) Development of Chemical Dosimeter=60,94,21

2. Development of the thermoluminescence dosimeters (TLDs) for the measurement of radiotherapy doses and improvement of their performance characteristics=81,115,1

1) Production of KLT-300(LiF:Mg,Cu,Na,Si) TL detector=81,115,7

2) Impurity analysis and XRD analysis=87,121,4

3) The roles of the dopants in the KLT-300(LiF:Mg,Cu,Na,Si) TL detector=91,125,13

4) TL glow curve deconvolution=104,138,3

5) Dosimetric properties of the TL detector=106,140,11

3. Development of the calibration and verification methods for radiation therapy system=117,151,1

1) Absorbed dose determination in photon based on air kerma=117,151,33

2) Absorbed dose determination in photon based on standards of absorbed dose to water=150,184,47

3) Verification and evaluation of the radiotherapy radiation dose=197,231,23

IV. Achievement of project objectives and contribution to other development=220,254,3

V. Proposals for application of the results=223,257,2

VI. References=225,259,5

표목차

표 1-1. Core 내부의 순수 흑연과 각 이물질의 열용량=26,60,1

표 1-2. 각종 방사선에 대한 자유 래디칼과 분자의 G-value.=61,95,1

표 1-3. Millipore 사의 순수증류수 제조 system에서 생산된 증류수의 특성=68,102,1

표 1-4. H₂SO₄ 용액에 용해된 Fe 성분의 질량 분석기 분석결과.=75,109,1

표 1-5. 세 가지 선량의 60Co(이미지참조) 감마선에 조사된 Fricke Dosimeter의 광밀도 측정결과=79,113,1

표 2-1. LiF:Mg,Cu,Na,Si 소자내 첨가물의 농도 분석=88,122,1

표 2-2. MCNS,MC,CNS 및 MNS 시료의 상대적 TL 강도=95,129,1

표 2-3. CGCD법에 의해 분리된 각 발광곡선들의 TL 파라미터=106,140,1

표 2-4. KLT-300 소자의 상대적 선량 반응도 함수=110,144,1

표 2-5. KLT-300 소자의 상대적 에너지 반응도=112,146,1

표 2-6. KLT-300 소자의 재현성=114,148,1

표 2-7. Student's t 분포=116,150,1

표 3-1. 치료선량 측정에 사용되는 전리함 특성=120,154,1

표 3-2. 팬톰내 전리함을 이용한 흡수선량측정 표준 조사조건=132,166,1

표 3-3. 전압비 V1／V2 함수에 따른 상수값=134,168,1

표 3-4. 전리함들에 대한 km과 katt(이미지참조) 및 kmㆍKatt(이미지참조) 값=136,170,1

표 3-5. 여러 광자빔에서 깊이에 따른 Stopping Power Ratio Water to Air(Sw,air)(이미지참조)=138,172,1

표 3-6. km (＝ Sair,m (μen／ρ)m,air)(이미지참조)의 값=140,174,1

표 3-7. Farmer type 전리함에 대한 Pcel(이미지참조)의 값=140,174,1

표 3-8. BIPM에서 물흡수선량 비교시험시 사용된 일차표준=155,189,1

표 3-9. 원통형 전리함의 특성=163,197,1

표 3-10. 표준기관에서 권고되는 전리함 교정 표준 조건=167,201,1

표 3-11. V1／V2에 따른 Ks(이미지참조)의 계산에 사용되는 상수=171,205,1

표 3-12. Co-60 물흡수선량 측정시의 표준조건=173,207,1

표 3-13. Co-60 물흡수선량 측정=174,208,1

표 3-14. 광자빔 선질(TPR20,10(이미지참조)) 결정을 위한 표준 조건=179,213,1

표 3-15. 고에너지 광자의 물흡수선량 측정을 위한 표준 조건=179,213,1

표 3-16. 방사선질 TPR20,10(이미지참조)에 따른 전리함 종류별 KQ(이미지참조)의 계산된 값=182,216,1

표 3-17. 고에너지 광자의 물흡수선량 측정=184,218,1

표 3-18. 전리함 종류별Pdis,Pwall,Pcel 및 Sw,airPQ(이미지참조) 의 값=193,227,1

표 3-19. Co-60의 식(3-39) 분모에 들어가는 상수들에 대한 상대오차=194,228,1

표 3-20. 고에너지 광자에 대한 KQ(이미지참조) 계산값에 대한 상대오차=196,230,1

표 3-21. 방사선장 관련 상수들의 비교=201,235,1

표 3-22. 에너지에 따른 기준 물흡수선량=208,242,1

표 3-23. TLD의 에너지 반응도 측정을 위한 방사선장특성=209,243,1

표 3-24. 고에너지 광자에 대한 물흡수선량값=211,245,1

표 3-25. 팬톰 종류에 따른 KLT-300의 Co-60에 대한 상대에너지반응도=212,246,1

표 3-26. 고체 팬톰에서 TLD종류에 따른 Co-60에 대한 상대에너지반응도=212,246,1

표 3-27. 방문 조사 기관 및 조사 방사선원=215,249,1

표 3-28. TLD 평가 결과(원자력의학원 기준)=216,250,1

표 3-29. TLD 평가 결과(전체 평균 기준)=217,251,1

표 3-30. TLD 평가결과 (Physicist 보유／미보유별(전체평균 기준))=218,252,1

표 3-31. TLD 평가결과(지역별(전체 평균 기준))=219,253,1

그림목차

그림 1-1. 화학선량계를 이용한 고 에너지／고 선량 방사선 발생장치 선량평가시스템 체계도=7,41,1

그림 1-2. 광자선 에너지에 따른 공기와 물의 질량 에너지 흡수계수비의 변화=9,43,1

그림 1-3. 고 에너지 간접 전리방사선이 왼쪽에서 석판 모양의 물질에 입사할 때 하전입자 평형을 표시한 개략도=10,44,1

그림 1-4. 특수한 측정목적에 따라 thermistor를 연결한 Wheatstone bridge의 개략도=17,51,1

그림 1-5. 준 단열 열량계 각 부분의 시간에 따른 heating curve 개략도=17,51,1

그림 1-6. 열 손실 보상 흑연열량계의 개략도=19,53,1

그림 1-7. 열량계 내부 gap의 개략도=30,64,1

그림 1-8. 6 μm의 A1 mylar film으로 코팅이 된 (a) Jacket Lid와 Base,(b) Shield cap과 base의 사진=32,66,1

그림 1-9. Thermistor가 장착되고 지지대와 도선의 연결이 완료된 Core-Jacket-Shield Assembly의 사진=33,67,1

그림 1-10. 흑연열량계의 제작도면=35,69,1

그림 1-11. 흑연열량계 본체와 Core-Jacket-Shield assembly의 사진=36,70,1

그림 1-12. (a) Core 및 (b) Jacket의 온도측정용 thermistor와 (c) heating 용 thermistor와의 도선연결 개략도=39,73,1

그림 1-13. 도선연결이 완료된 후 Medium 속에 장착된 Core-Jacket-Shield Assembly의 사진=40,74,1

그림 1-14. (a) 교정용 작동회로 및 (b) 측정용 작동회로의 개략도=41,75,1

그림 1-15. Lock-In Amplifier와 연결된 측정 및 제어상자 사진=43,77,1

그림 1-16. (a) Thermistor의 개략도 (b) SEM으로 찍은 thermistor의 사진 (c) 온도측정용 및 heating thermistor의 온도에 따른 저항값 그래프 (d) 온도측정용 및 heating용 thermistor의 특성표=45,79,1

그림 1-17. 열량계에 연결되는 고 진공 시스템의 개략도=46,80,1

그림 1-18. Visual Basic으로 만들어진 PC의 Lock-In Amplifier 제어화면=48,82,1

그림 1-19. Lock-In Amplifier와 PC 사이에 interfacing을 위한 flow chart=49,83,1

그림 1-20. Lock-In Amplifier로부터 data의 수신 및 분석에 관한 flow chart=50,84,1

그림 1-21. (a) 열량계 예비측정을 위한 system의 사진 (b) Graphic chart recorder에 기록된 core bridge와의 등가회로를 이용한 교정작동에서의 heating 및 cooling 곡선=51,85,1

그림 1-22. 진공상태에서 Core와 Core＋jacket의 열적특성을 측정하는 system의 사진=52,86,1

그림 1-23. (a) Core,Jacket and Core＋jacket의 이론적 온도특성 곡선 (b) Core,Jacket의 실험적 온도특성 곡선 (c) Core＋jacket의 실험적 온도특성 곡선=53,87,1

그림 1-24. (a) 조사실 내부에서 진공 system과 연결된 열량계 사진 (b) 제어실에 위치한 측정 system의 사진=54,88,1

그림 1-25. 교정용 작동 및 측정용 작동에서 Bridge Output Voltage의 시간에 따른 변화=56,90,1

그림 1-26. 전자가속기를 이용한 고 에너지 X-선 측정 장치.=58,92,1

그림 1-27. Fricke Dosimeter용 Vial과 운송을 위한 Container의 사진=66,100,1

그림 1-28. 1차수 보관 용기 및 용기분배용 pippet cleaning system의 사진=68,102,1

그림 1-29. Cary 4000 Spectrophotometer의 sample holder 개략도=70,104,1

그림 1-30. Fricke Dosimeter 제조 및 측정용 V기과 Cuvette의 사진=72,106,1

그림 1-31. (a) 용액이 포함된 Vial을 수직으로 세우도록 holder에 장착한 사진 (b) Fricke Dosimeter에 60Co(이미지참조) 감마선을 조사하기 위하여 조사장치 앞에 위치한 사진=77,111,1

그림 1-32. 흡광도 측정을 위한 Spectrometer와 측정 system 사진=79,113,1

그림 2-1. 소결로의 개략도; (a) 단면도,(b) 정면도=83,117,1

그림 2-2. Mg의 농도변화에 따른 LiF:Mg,Cu,Na,Si 소자의 주피크의 강도변화=84,118,1

그림 2-3. Cu의 농도에 따른 LiF:Mg,Cu,Na,Si의 주피크의 강도 변화=85,119,1

그림 2-4. Na 및 또 농도변화에 따른 LiF:Mg,Cu,Na,Si의 주피크의 강도 변화=86,120,1

그림 2-5. 소결온도에 따른 LiF:Mg,Cu,Na,Si의 TL 강도 변화=87,121,1

그림 2-6. 분말형과 펠렛형 LiF:Mg,Cu,Na,Si TL물질의 발광곡선 비교=89,123,1

그림 2-7. LiF:Mg,Cu,Na,Si의 XRD 분석 결과. A) 분말,B) 펠렛=90,124,1

그림 2-8. 3차원 TL 스펙트럼 측정 장치의 개략도=92,126,1

그림 2-9. 분광장치의 개략도=93,127,1

그림 2-10. 온도조절의 계통도=94,128,1

그림 2-11. MCNS,MC,MNS 및 CNS.의 발광곡선 구조 비교=95,129,1

그림 2-12. MCNS 시료의 TL 스펙트럼의 3차원 그래프와 등고선형 그래프=98,132,1

그림 2-13. CNS 시료의 TL 스펙트럼의 3차원 그래프와 등고선형 그래프=99,133,1

그림 2-14. MC 시료의 TL 스펙트럼의 3차원 그래프와 등고선형 그래프=100,134,1

그림 2-15. MNS 시료의 TL 스펙트럼의 3차원 그래프와 등고선형 그래프=101,135,1

그림 2-16. MCNS 시료의 발광곡선의 각 피크 온도에서 추출된 스펙트럼의 분석=102,136,1

그림 2-17. CNS 시료의 발광곡선의 각 피크 온도에서 추출된 스펙트럼의 분석=102,136,1

그림 2-18. MC 시료의 발광곡선의 각 피크 온도에서 추출된 스펙트럼의 분석=103,137,1

그림 2-19. MNS 시료의 발광곡선의 각 피크 온도에서 추출된 스펙트럼의 분석=103,137,1

그림 2-20. LiF:Mg,Cu,Na,Si TL 소자의 발광곡선 분석,분산된 십자모양의 데이터는 측정된 데이터이다=105,139,1

그림 2-21. KLT-300 소자와 TLD-100 소자의 발광곡선 비교=107,141,1

그림 2-22. KLT-300 소자의 선량 응답성=109,143,1

그림 2-23. KLT-300 소자의 상대적 선량 반응도 함수=109,143,1

그림 2-24. KLT-300 소자의 상대적 에너지 반응도=112,146,1

그림 2-25. KLT-300 소자의 재사용 회수에 따른 재현성=115,149,1

그림 3-1. 전자에너지 스펙트럼 및 관련인자: (a) 가속기 입사창 도달전 전자의 에너지 분포; (0) 팬톰 표면에서의 분포; (z) 팬톰내 깊이 z에서의 분포=122,156,1

그림 3-2. 주요 관련인자에 따른 물팬톰 내 전자빔 흡수선량 분포=123,157,1

그림 3-3. 광자선질을 결정하기 위해 사용되는 두 가지 실험방법. (a) 선원-챔버거리(SCD) 고정 방법. (b) 선원-물표면 거리(SSD) 고정 방법=125,159,1

그림 3-4. PSDL,SSDL 및 최종사용자로 전달되는 교정 고리=128,162,1

그림 3-5. 전리함 중심 P(깊이 Pz)로부터의 유효측정점 Peff(이미지참조)의 변화=130,164,1

그림 3-6. 연속방사선에 대한 Ps (이미지참조)보정계수=134,168,1

그림 3-7. 흡수선량 측정을 위한 기준 물팬톰 및 전리함=135,169,1

그림 3-8. 광자 에너지 및 전리함 벽물질에 따른 Pu(이미지참조) 값=139,173,1

그림 3-9. 고에너지 광자에 대한 전리함 벽물질 두께에 따른 전자의 전리비 a.=141,175,1

그림 3-10. 치료방사선빔 측정에 사용되는 전리함들의 차이=153,187,1

그림 3-11. Co-60에 대한 물흡수선량 및 Ka에 대한 비교결과=156,190,1

그림 3-12. NE 2561 전리함에 대한 광자 에너지별 KQ(이미지참조) 평균값=160,194,1

그림 3-13. 방사선질 결정을 위한 실험=178,212,1

그림 3-14. 광자에너지에 따른 전리함별 kQ(이미지참조) 의 값=183,217,1

그림 3-15. 전리함의 유효측정점=188,222,1

그림 3-16. Ka 및 ND,w(이미지참조)로 결정된 Co-60 물흡수선량 비=189,223,1

그림 3-17. Linac head 모형=199,233,1

그림 3-18. 계산된 광자 에너지 스펙트라=200,234,1

그림 3-19. 깊이선량분포곡선의 계산 및 측정값 비=202,236,1

그림 3-20. 빔 분포도의 측정 및 계산 값의 비=204,238,1

그림 3-21. 에너지 반응도 측정을 위한 실험배열=210,244,1

그림 3-22. 팬톰 종류별 광자에너지에 따른 상대에너지 반응도=213,247,1

그림 3-23. TLD 평가 결과(원자력의학원 기준)=216,250,1

그림 3-24. TLD 평가 결과(전체 평균 기준)=217,251,1

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