1. 조사선량 측정
조사선량의 측정은 광자인 X선, 감마선에만 적용이 된다. 단위로는 C/kg 또는 R뢴트겐을 사용한다. 여기서 1C/kg이란 표준상태 공기 1kg 중 1C의 이온쌍을 만드는 X선 또는 감마선의 양을 말합니다. 그리고 1R(뢴트겐)은 2.58*10^-4C/kg을 말합니다. 공동전리조는 2차 표준전리조입니다. 공기등가벽은 backlite, plastic, lucite, nylon, teflon, aluminum으로 이루어져 있고 공기의 실효원자번호는 7.64입니다. 벽두께는 2차 전자평형이 이루어진 두께를 말합니다. 단위는 mg/cm^2를 사용합니다. 전리체적은 저선량률일 경우에는 감도보정을 위해서 대용적을 사용하고 고선량률일 경우에는 소용적을 사용합니다. 공동전리조의 모양으로는 평행평판형, 원통형, 구형, 지두형 등이 있습니다. 또한 에너지 의존성이 낮습니다. 단 방향의존성은 있습니다. 자유공기전리조는 조사선량 계측을 하는 절대측정기로써 1차 표준기기의 역할을 합니다. 변환계수가 없는 게 특징이지만 기온과기압의 보정은 이루어집니다. 구성으로는 고압전극과 집전극 그리고 보허전극과 보호전선으로 이루어져 있습니다. 콘덴서 전리조는 포켓선량계이고 전압강하를 측정합니다. 감도는 정전용량에 반비례하고 전리체적에 비례하는 특징을 가지고 있습니다.
2. 흡수선량 측정
흡수선량(D)은 모든 방사선에 대해서 적용을 합니다. 단위로는 Gy 또는 rad를 사용합니다. 1Gy는 1kg당 1J의 에너지가 흡수될 때의 선량을 말합니다. 따라서 1Gy=1J/kg=100 rad이고 1R=0.87 rad=0.87 cGy가 되게 됩니다. 흡수선량에서 빠질 수 없는 것이 Bragg-Gray의 공동이론입니다. 이 이론의 전제조건은 전자평형이 일어나고 2차 전자의 비정보다 벽 두께가 두껍고 3 MeV이하의 광자에 대해 적용합니다. 공식으로는 E=SWJ입니다. 여기서 S는 기체에 대한 물질의 질량저지능비이고 W는 일함수입니다. (W-air=33.85eV) J는 단위질량당 이온쌍수입니다. 외삽형 전리조는 Bragg-Gray의 공동이론을 이용합니다. 벽두께를 무시할 정도로 얇고 저에너지 X선, 감마선, 베타입자를 측정하는데 이용합니다. 또한 표면선량도 측정합니다. 공동전리조는 f-factor와 관련이 있습니다. 이는 R-rad의 변환계수입니다.
3. 선량계의 종류
화학선량계는 G값과 관계가 있습니다. G값은 흡수 E 100eV당 생성되는 원자수를 뜻합니다. 대선량을 측정할 때 서용하고 Fricke선량계는 2차 표준선량계로서의 역할을 합니다. 용매는 물을 사용하고 용질은 황산 제1 철을 사용하여 산화반응을 이용합니다. 세륨선량계는 환원반응을 이용합니다. 사진유제(Film)는 에너지의존성이 크고 선량의존성이 큽니다. 방향의존성 또한 큽니다. 잠상퇴행이 있고 누적선량을 측정할 수 있습니다. 열량계는 절대측정이 가능합니다. 참고로 1J=0.24 cal입니다. 열형광선량계(TLD)는 불안정형광중심의 원리를 사용하고 에너지덫에 포획하면 열(적외선)을 방출하고 황록색 형광을 방출하는 원리입니다. TLD의 장점으로는 크기가 작고 측정범위 또한 넓습니다. 감도도 높습니다. 선량, 선량률, 에너지(LiF) 의존성이 적습니다. 반복해서 사용이 가능하고 장기간의 적산선량이 측정 가능합니다. TLD의 단점으로는 Fading 현상이 일어나고 annealing이 필요합니다. 광감수성을 가지고 있는 것도 단점이라고 말할 수 있겠습니다. 형광유리선량계(PLD)는 은활성 인산염유리에 자외선을 조사하는 원리고 형광중심형성 후 자외선을 방출하고 오렌지색형광을 방출하는 원리입니다. PLD의 장점으로는 잠상퇴행이 적어서 적산선량 측정이 가능합니다. 대선량 측정이 가능하고 측정범위가 넓습니다. 선량, 방향 의존성이 적습니다. PLD의 단점으로는 에너지 의존성이 큽니다. pre-dose측정이 필요합니다. 유리세정이 필요합니다. 소선량측정이 곤란합니다.
4. 결론
오늘은 조사선량과 흡수선량 그리고 선량계의 종류에 대해서 알아보았습니다. 방사선학을 복습하면서 잊어버렸던 지식을 찾는 느낌이 들었습니다.
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