액상 실리콘과 금속화합물을 융합한 저선량 방사선 차폐 소재 개발을 위한 사전연구

초록

본 연구는 진단용 X선 에너지 영역에서 고순도의 납 0.5mm 와 실리콘(Si)과 이산화티탄(TiO2)을 이용한 X선 융 합차폐체의 선량을 측정하고 차폐율을 비교 측정하였다. 실험을 위하여 실리콘(Si)과 이산화티탄(TiO2)을 혼합하여 1 ㎜ 두께의 패드형 차폐체를 제작하고, 차폐체의 두께를 1mm 씩 증가시키며 X선을 조사하여 0 mR이 될 때까지 선량을 측정하였다. KS A 4025의 권고에 따라 X선 조사조건은 각각 60kVp 20mAs, 100kVp 20mAs로 하였으 며, 두 개의 관전압 조건에서 차폐체가 없을 경우의 조사선량을 기준으로 차폐체가 있을 경우의 선량과 비교하여 차폐율을 구하였다. 두께 0.5㎜ 납판 차폐체의 차폐율은 60kVp에서 95.92%, 100kVp에서 85.26%로 측정되었고, 실리콘(Si)과 이산화티탄(TiO2)패드 차폐체를 적용하였을 경우 60kVp, 20mAs 조건에서 두께가 11㎜ 이상일 때 10회 조사 평균선량은 1.77mR, 차폐율은 납판 0.5㎜ 차폐체와 등가의 차폐율을 나타내었으며, 13mm에서 측정 선량이 0mR이 되었다. 100kVp, 20mAs 조건에서는 17㎜ 두께에서 납 0.5mm 차폐체와 등가 이상의 차폐율이 관찰 되었고 23mm 두께에서 100% 의 차폐율을 관찰할 수 있었다. 본 연구 결과를 통해 실리콘-이산화티탄 화합 물은 실리콘의 물성이 그대로 존재하면서 금속화합물과 융합할 수 있다는 결과를 얻었으며, 이후 방사선 흡수가 더 뛰어난 금속화합물등과 혼합할 경우 납의 위해성을 포함하지 않으며, 재료와 가공성에서 경제적이며, 실리콘의 강점을 살려 탄성과 유연성이 뛰어난 저선량용 방사선 차폐재의 제작 가능성을 확인해 볼 수 있었다.

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