제 3장 방사선 장해방어

 
2-4. 방사선 피폭방어
방사선 피폭형식은 외부피폭과 내부피폭으로 구분할수 있다
외부피폭 : 하전입자, χ-선, γ-선 중성자등을 체외로부터의 피폭
내부피폭 : 액체, 기체상 RI를 입, 호흡기, 피부 및 상처를 통해 체내에 피폭

2-4-1 외부피폭 방어원칙
(1) 외부피폭을 줄이는 3대원칙은 거리, 시간, 차폐이다
① 거리 : 선원으로부터 가능한 멀리 떨어져 작업한다(거리의 역제곱에 비례
② 시간 : 선원에 노출되는 시간을 최소한으로 단축한다 (시간에 비례)-모의훈련등을 통해
③ 차폐 : 선원과 인체사이에 차폐물을 둔다
(2) χ-선, γ-선의 감쇠법칙
I=I (좁은 beam 일때)
I0 : 방사선의 초기강도
I : 두께가 x인 차폐체를 투과하여 감쇠된 방사선 강도
μ : 선형흡수계수
x : 차폐체의 두께
여기서 반가층과 선흡수계수와의 관계를 살펴본다
<Ref> 반가층 (HVL : Half Value Layer)
반가층이란 방사선의 강도가 1/2로 줄어드는 차폐체의 두께
I=I 에서
I= 가 될때까지 x의 두께가 반가층(T ) 이므로 = I
=> = => -In2 = -μT
따라서 T =
<Ref> 1/10 가층 (TVL : Tenth Value Layer)
초기의 방사선 강도가 1/10로 줄어드는 차폐체의 두께를 말함
I=I 에서
I= 가 될때의 x의 두께가 십가층(T ) 이므로 = I
=> = => -In10 = -μT
따라서 T =
(예) 어떤 재질에서 열중성자에 대한 Cd-114의 질량에너지 흡수계수는 0.25㎠/g이고
밀도는 8.65g/㎤ 이다. 열중성자를 50% 흡수하기 위한 Cd의 두께는?
풀이 : I=I 에서
I=0.5 I
μ=0.25 ⅹ8.65 = 약 2.2-1cm 이므로
0.5 I = I
=> 0.5 =
=> ln0.5 = -2.2x
x= 약 0.315츠 = 3.15mm

(3) 축적계수 (B : Build up factor)
좁은 beam 인 경우의 감쇠는 I=I 이나
Beam의 폭이 넓은 경우에는 beam의 산란으로 인해
I= BI 가 되며
B ≥ 1 이 된다

(4) 감마상수 (┏-factor)
특정 감마방사선 핵종에 대한 조사선량율로서 방사성 물질 1mci의 점선위에서 1cm 떨어진 1시간 동안 조사되는 조사선량율을 말함 (R/mci.hr at 1cm)
<Ref> R.H.M. (Roentgen Hour Meter) : 비감마상수
방사성 물질 1ci의 점선위에서 1m떨어진 거리에서 1시간 동안 조사되는 조사선량율을 말함 (R/ci.hr. at 1m)
(예) Co-60 : 1.35 R/hr.ci at 1m
Ir-192 : 0.55 R/hr.ci at 1m

(5) 방사선 종류별 방어법
① α-선
핵종 : 210Po, 241Am, 226Ra, 238Pu, 242Cm, 210Pb
종이 몇장으로도 차폐가 가능
② β-선
핵종 : 147Pm, 204Tl, 85Kr, 90Sr, 144Ce, 106Ru, 63Ni, 3H
가벼운 물질 (물, 파라핀, plastic 등)로 먼져 차폐하고 제동복사선을 고려하여 무거운 물질로 차폐한다
③ 중성자선 차폐
중원소 재료와 수소를 많이 포함한 재료를 적절히 조합하여 차폐 -Cd, B, 물 콘크리트 등

  Co-60의 납에 대한 반가층이 12mm이다. Co-60 20Ci 선원으로부터 10m 떨어진 곳에서의 조사선량율은 얼마
  인가? 단, 선원은 두께가 5mm인 납으로 차폐되어있고 Co-60의 R.H.M은 1.35이다

약 100mR/hr 약 200mR/hr