의료용 사이클로트론 해체를 위한 방사화 평가의 표준화

• 영문명: Standardization of Activation Evaluation for Decommissioning of Medical Cyclotron
• 발행기관: 표준인증안전학회
• 저자명: 김창범 손명성 김경흠 정원혁 오진선
• 간행물 정보: 『표준인증안전학회지』제15권 제2호, 129~140쪽, 전체 12쪽
• 주제분류: 사회과학 > 사회과학일반
• 파일형태: PDF
• 발행일자: 2025.06.30

국문 초록

지난 수십 년 동안 전 세계적으로 다양한 유형의 가속기가 설치 및 운영되어 왔으며, 이는 주로 핵 연구 및 방사성동위원소 생산을 위한 것이다. 이중, 사이클로트론은 1934년 미국의 Ernest Orlando Lawrence가 발명한 입자 가속기의 한 유형으로, 지난 수십 년 동안 핵물리학 실험을 위한 고에너지 빔의 가장 우수한 공급원이었으며, 특히 근래에는 양전자 방출 단층촬영(PET) 및 단일광자 방출 컴퓨터 단층촬영(SPECT)의 진단 영상촬영과 근접치료 및 알파입자 치료의 응용분야에 사용되는 다양한 방사성동위원소를 생성하는데 사용되고 있다. 다만, 사이클로트론이 설계 수명에 도달했거나 노후화, 사고 또는 기타 이유로 국내외적으로 이전 또는 해체되고 있는데, 이를 위한 표준화된 기술적 또는 행정적 절차가 아직 확립되지 않았는바, 안전한 해체를 위한 표준화의 필요성이 대두되고 있다. 따라서 다양한 종류의 사이클로트론 시설 해체 시 우선적으로 고려하여야 하는 방사화 평가방법 및 절차의 표준화에 대해 간략하게 고찰하고자 한다. 이 연구에서는, 국내 의료기관에서 사용하고 있는 PET 방사성추적자(11C, 13N, 15O, 18F)를 생산하는 사이클로트론 시설을 대상으로, 선행되어야 하는 방사화 평가와 관련된 일반적인 해체절차를 고려하면서, 방사화 준위를 평가하는 4가지 방법으로 몬테카를로 컴퓨터 시뮬레이션, γ 분광법, 샘플링에 의한 중성자 플루언스 추정 및 콘크리트 보링을 통한 프로파일 분석 방법 등을 고찰하였다. 이외에 해체 계획 수립에 앞서 사이클로트론의 전반적인 방사능 현황을 파악하기 위한 일반적인 방법으로 환산계수를 이용한 방사선측정방법 및 절차를 제시하였다.

영문 초록

Over the past several decades, various types of accelerators have been installed and operated worldwide, mainly for nuclear research and radioisotope production. Among them, the cyclotron is a type of particle accelerator invented by Ernest O. Lawrence in the United States in 1934. It has been the best source of high-energy beams for nuclear physics experiments for the past several decades, and has been used to produce various radioisotopes used in diagnostic imaging such as positron emission tomography (PET) and single photon emission computed tomography (SPECT), as well as in brachytherapy and alpha particle therapy. However, cyclotrons are being dismantled and decommissioned domestically and internationally due to reaching their design life or due to aging, accidents, or other reasons, and there is no standardized technical or administrative procedure for this, so there is a growing need for standardization for safe decommissioning. Therefore, I will briefly review the activation assessment methods and procedures that should be given priority when ecommissioning various types of cyclotron facilities. In this study, I examined the general decommissioning procedures related to the radioactivity assessment that must precede a cyclotron facility producing PET radiotracers (C11, N13, O15, F18) used in medical institutions in Korea, and presented four methods to evaluate the radioactivity level: Monte Carlo computer simulation, γ spectroscopy, neutron fluence estimation by sampling, and profile analysis using concrete boring. In addition, I presented a radiation measurement method and procedure using a conversion factor as a general method to grasp the overall radioactivity status of a cyclotron prior to establishing a decommissioning plan.

목차

Ⅰ. 서 론

Ⅱ. 방사화 평가

Ⅲ. 결론

참고문헌

키워드

의료용 사이클로트론 해체 방사화 몬테카를로 방사능측정 medical cyclotron decommissioning activation Monte-carlo radiological measurement