A Study on the Neutron in Radiation Treatment System and Related Facility

방사선치료 장치 및 관련시설에서의 산란 중성자에 관한 연구

Purpose : It is known that the neutron is generally generated from the photon, its energy is larger than 10 MV. The neutron is leaked in the container inspection system installed at the customs though its energy is below 9 MV. It is needed that the spacial effect of the neutrons released from radiation treatment machine, linac, installed in the medical canter. Materials and Methods : The medical linear accelerator(Clinac 1800, varian, USA) was used in the experiment. Measuring neutron was used bubble detector(Bubble detector, BDPND type, BTI, Canada) which was created bubble by neutron. The bubble detector is located on the medical linear accelerator outskirt in three different distance, 30, 50, 120 cm and upper, lower four point from the iso-center. In addition, for effect on protect material we have measured eight points which are 50 cm distance from iso-center. The SAD(source-axis-distance), distance from photon source to iso-center, is adjusted to 100 cm and the field size is adjusted to $15{\times}15cm^2$. Irradiate 20 MU and calculate the dose rate in mrem/MU by measuring the number of bubble. Results : The neutron is more detected at 5 position in 30, 50 cm, 7 position in 120 cm and with wedge, and 2 position without mount. Conclusion : Though detection position is laid in the same distance in neutron measurement, the different value is shown in measuring results. Also, neutron dose is affected by the additional structure, the different value is obtained in each measurement positions. So, it is needed to measure and evaluate the neutron dose in the whole space considering the effect of the distance, angular distribution and additional structure.

목 적 : 일반적으로 10 MV이상의 광자선에서 산란 중성자를 발생시키는 것으로 알려져 있다. 세관에 설치된 컨테이너 검색장치는 9 MV 이하였음에도 중성자가 누출되었다. 본 연구에서 의료기관에 설치된 방사선 치료기에서 산란 방출되는 중성자의 공간적인 측정을 통해 결과를 분석하고 평가하고자 한다. 대상 및 방법 : 본 연구의 방사선 발생장치는 의료용 선형가속기(linear accelerator, linac: Varian, Clinac 1800, USA)를 사용하였다. 중성자 측정용 검출기는 중성자가 발생하면 기포(bubble)이 생기는 Bubble 검출기(Bubble detector, BDPND type, BTI, Canada)를 사용하였다. 의료용 선형가속기 주변에 Bubble 검출기를 isocenter로부터 30 cm, 50 cm, 120 cm의 각각 3가지 거리별로 isocenter 상하 방향 네 곳에 위치시켜 측정하였다. 주변 구조물의 영향을 살펴보기 위해 Wedge와 Mount를 장착 후 50 cm 거리에서 각각 8방향에서 측정하였다. 광자선원부터 isocenter 까지의 거리(SAD: source-axis-distance)를 100 cm로 기준을 정하고 조사면의 크기(field size)는 $15{\times}15cm^2$로 정하였다. 방사선은 20 MU를 조사하여 Bubble 검출기에 발생한 기포수를 측정하며 mrem값으로 계산하였다. 결 과 : Isocenter부터 거리가 30 cm와 50 cm 떨어진 곳의 각각 8개 측정 지점 중에서는 모두 5번 위치(Gantry 우측 아래지점)에서 측정된 산란중성자의 양이 같은 거리라도 가장 높게 측정되었다. Bubble 검출기가 Isocenter부터 120 cm 떨어진 경우와 wedge를 장착한 경우는 7번 위치(Couch 우측 아래지점), mount 탈착한 경우는 2번 위치(Gantry 왼쪽 윗지점)에서 산란 중성자가 가장 높게 측정되었다. 결 론 : 산란중성자의 측정에서 직선상 같은 거리에 있는 곳이라도, 실제 측정한 결과 값에 따르면 서로 상이한 값을 보였다. 주변 구조물도 산란 중성자에 영향을 미치며, 직선상은 같은 거리라도 각각의 지점에서 다른 값을 보였다. 따라서, 산란중성자의 거리에 따른 영향은 단순히 직선으로의 거리뿐 아니라 방향과 주변 구조물에 대한 영향까지 고려하며 공간적인 측정과 평가가 필요하다.