Gafchromic EBT3 필름을 이용한 알파선원의 방사능분포특성 연구

Abstract

서울대학교 방사선생명공학연구실의 알파선 조사함은 라돈과 그 딸 핵종에 의한 내부피폭영향연구를 위해 알파선원에서 방출되는 알파입자를 실험세포에 직접 조사할 수 있도록 설계 및 제작되었다. 기존의 연구에서 알파선 조사함의 알파선속 분포는 알파선원과 실험세포층의 기하학적인 관계를 이용하여 계산되었으며 이 과정에서 알파선원은 표면에 걸쳐 균질한 방사능분포를 가지는 것으로 가정하였다. 하지만 선행연구를 통해 알려진 바와 같이 실제 알파선원의 방사능분포는 균질하지 않으며 이러한 알파선원의 비균질성으로 인해 알파선속의 분포 역시 달라질 가능성이 있다. 본 연구에서는 Gafchromic EBT3 필름의 한쪽 보호층을 벗겨냄으로써 알파선원의 방사능분포특성 연구에 활용하였다. 벗겨진 EBT3 필름을 이용하여 서로 다른 두 개의 Am-241 선원의 방사능분포를 반복해서 측정하였으며 그 결과 비균질한 패턴의 방사능분포가 확인되었다. 측정된 방사능분포는 알파선속의 분포를 계산하는 식에 활용되어 균질한 알파선원과 대비해 비균질한 알파선원에 의해 알파선속의 분포가 어느 정도의 영향을 받는지 확인해보았다. 그 결과 알파선원의 비균질한 방사능분포는 본 연구실에서 세포조사 실험에 주로 사용하는 조건인 20 mm와 30 mm의 거리에서 알파선속 분포에 거의 영향을 미치지 못하는 것으로 확인되었다. 또한 벗겨진 EBT3 필름을 실험세포를 대신하여 세포배양접시 위에 올려두고 알파선 조사함의 EBT3 필름에 대한 선량분포를 측정하였다. 이와 더불어 MCNP6 몬테카를로 방사선 수송코드를 이용해 EBT3 필름에 전달된 선량분포를 계산해보았으며 그 결과 측정한 선량분포와 계산한 선량분포가 서로 일치하는 것을 확인하였다. 마지막으로 MCNP6 몬테카를로 방사선 수송코드를 이용해 세포층에 전달된 선량분포를 계산해보았으며 그 결과를 본 연구실 알파선 조사함의 실험세포에 대한 선량분포로 활용할 것을 제안하였다. 제안한 선량분포는 기존의 연구에서 제시한 알파선속의 분포에 비해 더욱 균질하였다.