선량 측정
Dosimetry보건물리 및 방사선 방호 분야의 방사선량 측정은 물체(일반적으로 인체)에 흡수된 이온화 방사선량의 측정, 계산 및 평가이다.이는 내부, 섭취 또는 흡입된 방사성 물질 또는 방사선 선원에 의한 조사로 인해 외부 모두에 적용된다.
내부 선량측정 평가는 다양한 모니터링, 생체측정 또는 방사선 이미징 기법에 의존하며, 외부 선량측정법은 선량계를 사용한 측정 또는 다른 방사선 방호 기구에 의한 측정에서 추론된다.
선량측정법은 방사선 방호를 위해 광범위하게 사용되며, 조사가 예상되거나 쓰리마일 섬, 체르노빌 또는 후쿠시마 방사선 방출 사고의 여파와 같이 방사선이 예상되지 않은 직업 방사선 작업자를 모니터링하기 위해 정기적으로 적용된다.공공선량섭취는 감마선 주변 측정, 방사능 입자 모니터링 및 방사능 오염 수준 측정과 같은 다양한 지표에서 측정 및 계산된다.
다른 중요한 영역은 의료 선량측정이며, 의료 선량측정에서는 필요한 치료 흡수 선량과 부수 흡수 선량이 모니터링되고, 건물 내 라돈 모니터링과 같은 환경 선량측정에서 모니터링된다.
방사선량 측정
외부 선량
이온화 방사선의 흡수 선량을 측정하는 방법에는 여러 가지가 있다.방사성 물질과 직업적으로 접촉하거나 방사선에 노출될 수 있는 사람들은 일상적으로 개인 선량계를 휴대한다.이는 받은 선량을 기록하고 표시하기 위해 특별히 설계되었다.전통적으로, 이것들은 필름 배지 선량계로 알려진 사진 필름을 포함하는 피감시자의 외부 의복에 고정된 잠금 장치였다.이들은 열발광 선량측정법 또는 광학자극발광(OSL) 배지를 사용하는 TLD 배지와 같은 다른 장치로 대체되었습니다.
EPD(Electronic Personal Dosemeter)라고 불리는 많은 전자 장치가 반도체 검출과 프로그래머블 프로세서 기술을 사용하여 일반적으로 사용되고 있습니다.이들은 배지로 착용되지만, 선량률 또는 총 통합 선량이 초과될 경우 즉각적인 선량률과 청각 및 시각적 경보를 제공할 수 있다.기록된 선량 및 현재 선량률의 착용자는 로컬 디스플레이를 통해 많은 정보를 즉시 사용할 수 있습니다.이들은 주 독립형 선량계로 사용하거나 TLD 배지와 같은 보조 장치로 사용할 수 있습니다.이러한 장치는 착용자의 노출을 시간적으로 제한할 높은 선량률이 예상되는 선량의 실시간 모니터링에 특히 유용하다.
국제방사선방호위원회(ICRP) 지침에 따르면 전신 피폭을 가정할 때 개인 선량계를 피폭을 대표하는 신체 위치에 착용하는 경우 개인 선량 등가물 Hp(10)의 값은 방사선 [1]방호에 적합한 유효 선량 값을 추정하기에 충분하다.그러한 장치는 규제 목적을 위해 직원 선량 기록에 사용하도록 승인된 경우 "법적 선량계"로 알려져 있다.비균일 방사선의 경우, 그러한 개인 선량계는 관심 영역에 추가 선량계가 사용되는 신체의 특정 영역을 대표하지 않을 수 있다.
특정 상황에서 선량은 관련자가 작업해 온 영역에서 고정된 계측기로 측정한 판독치에서 추론할 수 있다.일반적으로 개인 선량계가 발행되지 않았거나 개인 선량계가 손상되거나 분실된 경우에만 사용합니다.그러한 계산은 수용 가능한 선량을 비관적으로 볼 수 있다.
내부 선량
인체 내 방사성핵종 섭취로 인한 투입 선량을 평가하기 위해 내부 선량측정을 사용한다.
의료 선량 측정
의료 선량측정은 방사선 치료에서 흡수 선량을 계산하고 선량 전달을 최적화하는 것이다.그것은 종종 그 분야의 전문 훈련을 받은 전문 건강 물리학자에 의해 수행된다.방사선 치료의 전달을 계획하기 위해, 선원에 의해 생성된 방사선은 일반적으로 의료 물리학자에 의해 측정된 백분율 깊이 선량 곡선과 선량 프로파일로 특징지어진다.
방사선 치료에서, 3차원 선량 분포는 종종 겔 선량 [2]측정으로 알려진 기술을 사용하여 평가된다.
환경 선량 측정
환경 선량 측정은 환경이 상당한 방사선량을 발생시킬 가능성이 높은 경우에 사용된다.그 예로는 라돈 모니터링이 있습니다.라돈은 우라늄의 붕괴로 인해 발생하는 방사성 기체로 지각에 다양한 양이 존재한다.기초지질 때문에 특정 지리적 지역은 지속적으로 라돈을 발생시켜 지표면으로 스며든다.경우에 따라 가스가 축적될 수 있는 건물에서 선량이 유의할 수 있다.건물 거주자가 받을 수 있는 선량을 평가하기 위해 많은 전문 선량측정 기법을 사용한다.
선량 측정
확률적 건강 위험을 고려할 수 있도록 물리적 양 흡수 선량을 방사선 유형과 생물학적 맥락에 따라 달라지는 등가 및 유효 선량으로 변환하기 위한 계산이 수행된다.방사선방호 및 선량측정 평가의 적용에 대해 (ICRP)와 국제방사선단위측정위원회(ICRU)는 이러한 계산에 사용되는 권고사항과 데이터를 발표했다.
측정 단위
방사선량에는 다음과 같이 측정된 흡수 선량(D)을 포함하여 여러 가지 다양한 측정값이 있다.
- 질량 단위당 흡수되는 그레이(Gy) 에너지(J·kg−1)
- 시버트(Sv) 단위로 측정된 등가 선량(H)
- 시버트 단위로 측정된 유효 선량(E)
- 회색으로 측정된 Kerma(K)
- 회색 센티미터로2 측정된 선량 면적적(DAP)
- 회색 센티미터로 측정된 선량 길이 곱(DLP)
- 1 rad = 0.01 Gy = 0.01 J/kg으로 정의된 흡수 방사선량의 폐지 단위를 Rad
- X선 노출에 대한 기존 측정 단위인 Roentgen
각 측정치는 종종 단순히 '용량'으로 설명되며, 이는 혼란을 초래할 수 있습니다.특히 선량은 rad 단위로 보고되고 선량 등가물은 렘 단위로 보고되는 미국에서는 SI 이외의 단위가 여전히 사용된다.정의에 따르면 1 Gy = 100 rad 및 1 Sv = 100 rem입니다.
기본량은 흡수 선량(D)이며, 물질의 단위 질량(dm)당 [이온화 방사선에 의해](dE) 부여되는 평균 에너지로 정의된다(D = dE/dm).[3]흡수선량의 SI 단위는 킬로그램당 1줄로 정의된 회색(Gy)이다.흡수 선량은 방사선 치료의 종양 선량과 같은 국소적(즉, 부분 장기) 피폭을 설명하는데 적합하다.관련된 조직의 양과 유형이 명시되어 있는 경우 확률적 위험을 추정하는 데 사용될 수 있다.국소 진단 선량 수준은 일반적으로 0-50 mGy 범위이다.광자 방사선 1mgray(mGy) 용량에서 각 세포핵은 평균 1개의 해방 전자 [4]궤적을 교차한다.
등가 선량
특정 생물학적 영향을 발생시키는 데 필요한 흡수 선량은 광자, 중성자 또는 알파 입자와 같은 방사선의 다른 유형에 따라 달라진다.이 고려한 평균이 입사형 R(DT,R)에 의해 Torgan에 대한 자세한 내용은 동등한 것을 선량(H),, 평가 요소 WR을 곱한에 의해 계정에, 끝무렵에 같은 흡수된 선량을, biologic으로 알파 입자들 20번 예를 들어 방사선 type,[3]의 생물학적 효과(RBE) 걸리도록 설계된다.동맹국 pX선 또는 감마선으로 표시됩니다.'선량 등가'의 측정치는 기관 평균이 아니며 이제 "작동 수량"에만 사용됩니다.등가선량은 방사선 피폭의 확률적 위험 추정을 위해 설계된다.확률적 효과는 방사선량 평가를 위해 암 유발 및 유전적 손상의 [5]확률로 정의된다.
선량은 전체 장기에 걸쳐 평균되므로 방사선 치료에서 급성 방사선 영향이나 종양 선량의 평가에 등가 선량이 적합한 경우는 드물다.확률적 효과의 추정의 경우, 선형 선량 응답을 가정할 때, 주어진 총 에너지가 동일하기 때문에 이러한 평균화는 차이가 없어야 한다.
| 방사능 | 에너지 | WR(구 Q) |
|---|---|---|
| 엑스레이, 감마선, 베타선, 뮤온 | 1 | |
| 중성자 | 1 MeV 미만 | 2.5 + 18.2·e−[ln(E)]²/6 |
| 1 MeV - 50 MeV | 5.0 + 17.0·e−[ln(2·E)]²/6 | |
| > 50 MeV | 2.5 + 3.25 · e−[ln(0.04·E)]²/6 | |
| 양성자, 하전 파이온 | 2 | |
| 알파선, 핵분열 생성물, 중핵 | 20 |
유효 용량
유효 선량은 확률적 건강 영향의 발생이 허용 불가능한 수준 이하로 유지되고 조직 반응이 [7]회피되도록 하기 위해 피폭 한계를 지정하는 데 사용되는 방사선 방호에 대한 중심 선량량이다.
신체의 다른 부위의 국부적 피폭에 따른 확률적 위험(예: 머리 CT 스캔과 비교한 흉부 X선)을 비교하거나 동일한 신체 부위의 피폭을 다른 피폭 패턴(예: 심장 CT 스캔과 심장 핵의학 스캔)과 비교하는 것은 어렵다.이 문제를 피하는 한 가지 방법은 단순히 전신에 걸쳐 국소 투여량을 평균화하는 것이다.이 접근법의 문제는 암 유도의 확률적 위험이 조직마다 다르다는 것이다.
유효 선량 E는 각 조직에 대한 특정 가중 계수를 적용하여 이러한 변동을 고려하도록 설계되었다(WT).유효 선량은 국소 피폭과 동일한 위험을 주는 동등한 전신 선량을 제공한다.각 장기(HT)에 대한 등가선량의 합계로 정의되며, 각각에 각 조직의 가중 인자(WT)를 곱한다.
가중치 인수는 국제방사선방호위원회(ICRP)가 각 장기에 대한 암 유발 위험을 기반으로 계산하고 관련 치사율, 삶의 질 및 손실 연수에 대해 조정한다.조사 현장에서 멀리 떨어져 있는 장기는 (주로 산란으로 인해) 소량의 등가선량만 제공되므로 해당 장기에 대한 가중 인수가 높더라도 유효 선량에 거의 기여하지 않는다.
유효 선량은 모집단의 평균인 '기준' 사람의 확률적 위험을 추정하는 데 사용된다.개별 의료 피폭에 대한 확률적 위험 추정에 적합하지 않으며 급성 방사선 영향을 평가하는 데 사용되지 않는다.
| 오르간 | 조직 가중 계수 | ||
|---|---|---|---|
| ICRP30(I36) 1979 | ICRP60(I3) 1991 | ICRP103(I6) 2008 | |
| 생식선 | 0.25 | 0.20 | 0.08 |
| 붉은 골수 | 0.12 | 0.12 | 0.12 |
| 콜론 | - | 0.12 | 0.12 |
| 폐 | 0.12 | 0.12 | 0.12 |
| 배 | - | 0.12 | 0.12 |
| 가슴 | 0.15 | 0.05 | 0.12 |
| 방광 | - | 0.05 | 0.04 |
| 간 | - | 0.05 | 0.04 |
| 식도 | - | 0.05 | 0.04 |
| 갑상선 | 0.03 | 0.05 | 0.04 |
| 피부. | - | 0.01 | 0.01 |
| 뼈 표면 | 0.03 | 0.01 | 0.01 |
| 침샘 | - | - | 0.01 |
| 뇌 | - | - | 0.01 |
| 나머지 신체 | 0.30 | 0.05 | 0.12 |
선량 대 소스 또는 필드 강도
방사선량은 방사선의 물질 및/또는 생물학적 영향에 축적된 에너지의 양을 말하며, 방사선원의 방사능 활동 단위(베크렐, Bq) 또는 방사선장 강도(유도)와 혼동해서는 안 된다.시버트에 대한 기사는 선량 유형과 선량 계산 방법에 대한 개요를 제공한다.선원에 대한 피폭은 활동, 피폭 기간, 방사선의 에너지, 선원으로부터의 거리 및 차폐량과 같은 많은 요인에 따라 선량이 결정된다.
백그라운드 방사선
인간의 전 세계 평균 배경 선량은 연간 약 3.5 mSv이며, 대부분 지구의 우주 방사선과 자연 동위원소에서 나온다.일반인에 대한 방사선 피폭의 가장 큰 단일 선원은 연간 배경 선량의 약 55%를 구성하는 자연적으로 발생하는 라돈 가스이다.라돈은 미국 폐암의 10%에 해당하는 것으로 추정된다.
계측기의 교정기준
인체는 약 70%가 물이고 전체 밀도가 1g/cm에3 가깝기 때문에 선량 측정은 일반적으로 물에 대한 선량으로 계산되고 보정된다.
National Physical Laboratory, UK(NPL; 국립물리연구소)와 같은 국가표준연구소는 계측기의 판독치에서 흡수 선량으로 전환하기 위한 이온화 챔버 및 기타 측정 장치의 교정 계수를 제공한다.표준 실험실은 기본 표준으로 작동하며, 일반적으로 절대 열량 측정(에너지 흡수 시 물질의 온난화)에 의해 보정됩니다.사용자는 2차 표준을 실험실로 보내 알려진 방사선량(1차 표준에서 도출)에 노출되고 기기의 판독값을 해당 선량으로 변환하는 계수가 발행된다.그런 다음 사용자는 보조 표준을 사용하여 사용하는 다른 계측기의 교정 계수를 도출할 수 있으며, 이 계기는 3차 표준이 됩니다.
NPL은 절대 광자 선량 측정을 위해 흑연 열량을 작동시킵니다.흑연은 비열용량이 물의 6분의 1 수준이어서 흑연의 온도 상승이 물보다 6배 높고 측정이 정확해 물 대신 사용된다.미세한 온도 변화를 측정하기 위해 주변 환경으로부터 흑연을 절연하는 데 중대한 문제가 있습니다.사람에 대한 방사선 치사량은 약 10-20 Gy이다.이것은 kg당 10~20줄입니다.따라서 무게 2g의 1cm3 흑연 조각은 약 20-40mJ를 흡수합니다.약 700J·kg−1·K의−1 비열 용량으로 이는 불과 20mK의 온도 상승에 해당합니다.
방사선 치료의 선량계([10]외부 빔 치료의 선형 입자 가속기)는 이온화[9] 챔버, 다이오드 기술 또는 겔 선량계를 사용하여 정기적으로 보정됩니다.
다음 표는 SI 단위 및 비 SI 단위로 방사선량을 보여줍니다.
| 양 | 구성 단위 | 기호. | 파생 | 연도 | SI 당량 |
|---|---|---|---|---|---|
| 액티비티(A) | 베크렐 | Bq | s−1. | 1974 | SI 단위 |
| 퀴리 | 사 | 3.7 × 10초10−1 | 1953 | 3.7×1010 Bq | |
| 러더포드 | Rd | 10초6−1 | 1946 | 1,000,000 Bq | |
| 노출(X) | 킬로그램당 쿨롱 | C/kg | 공기량 Cµkg−1 | 1974 | SI 단위 |
| 동작하지 않다 | R | esu / 0.001293g의 공기 | 1928 | 2.58 × 10−4 C/kg | |
| 흡수 선량(D) | 잿빛 | 끝무렵 | jkg−1 | 1974 | SI 단위 |
| 그램당 에르고 | erg/g | 에르고그−1 | 1950 | 1.0 × 10−4 Gy | |
| rad | rad | 100 erg−1 | 1953 | 0.010 Gy | |
| 등가 선량(H) | 시버트 | Sv | Jkg−1×WR | 1977 | SI 단위 |
| 뢴트겐 당량자 | 기억하다 | 100 erg−1 x WR | 1971 | 0.010 Sv | |
| 유효 선량(E) | 시버트 | Sv | Jkgkg−1×WR×WT | 1977 | SI 단위 |
| 뢴트겐 당량자 | 기억하다 | 100 erg−1 × WR × WT | 1971 | 0.010 Sv |
미국 원자력규제위원회는 SI [11]단위와 함께 퀴리, 라디, 렘 단위의 사용을 허용하고 있지만, 유럽연합 유럽 측정지침 단위는 1985년 [12]12월 31일까지 "공공보건 ... 목적"을 위한 사용을 단계적으로 중단할 것을 요구했다.
방사선 피폭 모니터링
법적 선량측정 결과의 기록은 일반적으로 사용되는 국가의 법적 요건에 따라 정해진 기간 동안 보관된다.
의료 방사선 피폭 모니터링은 방사선 장비에서 선량 정보를 수집하고 의료 상황에서 불필요한 선량을 줄일 수 있는 기회를 식별하기 위해 데이터를 사용하는 관행이다.
「 」를 참조해 주세요.
레퍼런스
- ^ ICRP pub 103 para 138
- ^ C Baldock, Y Deene, S Doran, G Ibott, A Girasek, M Llepage, KB McAuley, M Oldham, LJ Schreiner 2010.폴리머 겔 선량 측정.의학 및 생물학 물리학 55 (5) R1
- ^ a b 국제방사선단위측정위원회(ICRU)에너지 증착 특성화 옵션.ICRU 제11권 제2호(2011) 보고서 86
- ^ 파이넨데겐 LE세포 선량 개념. 방사선 방호 분야에서 잠재적으로 적용될 수 있다.1990년 물리.메이드 비올 35597
- ^ ICRP는 "약 100mSv 미만의 낮은 선량 범위에서, 암 또는 유전 영향의 발생률이 관련 장기 및 조직의 등가선량 증가에 정비례하여 증가할 것이라고 가정하는 것이 과학적으로 타당하다"고 ICRP 간행물 103 제64항이다.
- ^ "The 2007 Recommendations of the International Commission on Radiological Protection". Annals of the ICRP. ICRP publication 103. 37 (2–4). 2007. ISBN 978-0-7020-3048-2. Archived from the original on 16 November 2012. Retrieved 17 May 2012.
- ^ ICRP 간행물 103, 112항
- ^ UNSCEAR-2008 Annex A 페이지 40, 표 A1, 2011-7-20 취득
- ^ Hill R, Mo Z, Haque M, Baldock C, 2009.킬로볼륨 X선 빔의 상대 선량 측정을 위한 이온화 챔버의 평가.의학 물리학36 3971-3981.
- ^ Baldock C, De Deene Y, Doran S, Ibbott G, Girasek A, Lepage M, McAuley KB, Oldham M, Schreiner LJ, 2010.폴리머 겔 선량 측정.신체, 의료, 생체 55 R1~R63
- ^ 10 CFR 20.1004. US Nuclear Regulatory Commission. 2009.
- ^ The Council of the European Communities (1979-12-21). "Council Directive 80/181/EEC of 20 December 1979 on the approximation of the laws of the Member States relating to Unit of measurement and on the repeal of Directive 71/354/EEC". Retrieved 19 May 2012.
