KR20120034977A - 원자력발전소 작업종사자의 내부피폭 방사선량 평가를 위한 모의피폭체 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 원자력발전소 작업종사자의 내부피폭 방사선량 평가를 위한 모의피폭체 제조방법에 관한 것으로, a) 한국인 표준체형의 해부학적 영상을 획득하는 단계와, b) 상기 획득된 영상을 3D 영상으로 변환하고, 이를 3D 모델링하는 단계와, c) 상기 3D 모델을 기초로 각 장기모델과 뼈모델을 비중에 따라 제작하는 단계와, d) 상기 제작한 뼈모델을 주형에 삽입한 상태로 인체모델을 성형하는 단계와, e) 상기 인체모델에 상기 각 장기모델을 결합하는 단계를 포함한다. 이와 같은 구성의 본 발명은 표준체형의 한국인 실험자의 해부학적 영상을 획득하고, 이 영상에 부합하는 골격, 장기의 크기 및 위치를 별도로 제작하여 결합하여, 한국인 표준체형의 모의피폭체를 제조하여 정확하게 교정함으로써, 내부피폭 방사선량 평가결과에 대한 신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
Description
본 발명은 원자력발전소 작업종사자의 내부피폭 방사선량 평가를 위한 모의피폭체제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 한국인의 체형 및 장기의 위치에 부합하는 원자력발전소 작업종사자의 내부피폭 방사선량 평가를 위한 모의피폭체 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로, 원자력법 시행규칙에 근거하여 방사성물질에 의한 오염상황발생시 인체에 존재하는 내부피폭 방사선량을 산출해야 하며, 이를 측정하기 위하여 국내외의 원자력발전소에서는 전신계측기를 사용하여 인체 내부에 있는 방사성물질의 종류와 양을 측정하여 내부피폭 방사선량을 평가한다.
전신계측기가 인체 내부에 있는 방사성물질의 종류와 양을 정확하게 구분하고 측정하기 위해서는 실제 인체와 유사하게 모사된 모의피폭체를 사용하여, 방사선량을 측정한 후 교정을 하게 된다.
현재 국내의 원자력발전소에서 전신계측기 교정에 사용되는 모의피폭체는 RMC-Ⅱ이며, 미국 CANBERRA사의 전신계측기와 함께 사용되는 제품으로서 서구인의 신체 외형 및 체내 주요 장기의 위치와 크기를 기준으로 제작된 모의피폭체이다.
따라서 한국인의 신체외형 및 장기의 위치 및 크기정보에 차이가 있어, 교정의 신뢰성이 저하되는 문제점이 있었다.
이와 같은 교정의 부정확성은 인체 내부에 존재하는 방사능량을 정확하게 측정하고 내부피폭 방사선량을 평가하는데 있어, 오차요인으로 작용하는 문제점이 있었다.
상기와 같은 문제점을 감안한 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 한국인의 체형, 내부 장기의 위치 및 크기에 부합하는 원자력발전소 작업종사자의 내부피폭 방사선량 평가를 위한 모의피폭체 제조방법을 제공함에 있다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명 원자력발전소 작업종사자의 내부피폭 방사선량 평가를 위한 모의피폭체 제조방법은, a) 한국인 표준체형의 해부학적 영상을 획득하는 단계와, b) 상기 획득된 영상을 3D 영상으로 변환하고, 이를 3D 모델링하는 단계와, c) 상기 3D 모델을 기초로 각 장기모델과 뼈모델을 비중에 따라 제작하는 단계와, d) 상기 제작한 뼈모델을 주형에 삽입한 상태로 인체모델을 성형하는 단계와, e) 상기 인체모델에 상기 각 장기모델을 결합하는 단계를 포함한다.
상기와 같이 구성되는 본 발명 원자력발전소 작업종사자의 내부피폭 방사선량 평가를 위한 모의피폭체 제조방법은, 표준체형의 한국인 실험자의 해부학적 영상을 획득하고, 이 영상에 부합하는 골격, 장기의 크기 및 위치를 별도로 제작하여 결합하여, 한국인 표준체형의 모의피폭체를 제조하여 정확하게 교정함으로써, 내부피폭 방사선량 평가결과에 대한 신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 원자력발전소 작업종사자의 내부피폭 방사선량 평가를 위한 모의피폭체 제조공정 순서도이다.
도 2는 본 발명과 종래 모의피폭체의 내부피폭 방사선량평가결과를 비교한 그래프이다.
도 2는 본 발명과 종래 모의피폭체의 내부피폭 방사선량평가결과를 비교한 그래프이다.
이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명 원자력발전소 작업종사자의 내부피폭 방사선량 평가를 위한 모의피폭체 제조방법을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 원자력발전소 작업종사자의 내부피폭 방사선량 평가를 위한 모의피폭체 제조공정 순서도이다.
도 1을 참조하면 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 원자력발전소 작업종사자의 내부피폭 방사선량 평가를 위한 모의피폭체 제조방법은, 한국인 표준체형을 가진 실험자의 전신을 CT 촬영하여 해부학적영상을 획득하는 단계(S11)와, 상기 S11단계에서 획득한 영상을 3차원 이미지로 변환하는 단계(S12)와, 상기 이미지를 3차원 모델로 모델링하는 단계(S13)와, 상기 3차원 모델을 기초로 뼈모델과 스킨모델, 폐모델, 갑상선모델, 심장모델, 기타 장기모델을 실제 인체의 장기와 유사한 비중의 재질로 제작하는 단계(S14)와, 상기 스킨모델, 폐모델, 갑상선모델, 심장모델, 기타 장기모델을 개별 조립하는 단계(S15)와, 상기 뼈모델을 삽입한 상태로 주형작업을 통해 전신을 성형하는 단계(S16)와, 각부를 후가공하는 단계(S17)와, 완성품을 조립하고, 지지대 및 받침대를 설치하는 단계(S18)를 포함하여 구성된다.
이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 원자력발전소 작업종사자의 내부피폭 방사선량 평가를 위한 모의피폭체 제조방법을 보다 상세히 설명한다.
먼저, S11단계와 같이 한국인 표준체형을 가진 실험자의 전신을 CT 촬영하여 해부학적 영상을 획득하여 복셀 이미지를 만든다.
상기 한국인 표준체형이라 함은, 해마다 발표되는 한국인 표준체형을 기준으로 하며 키 172cm, 몸무게 68kg의 성인 남자를 기준으로 실험자를 선발할 수 있다.
그 다음, S12단계에서는 V-works TM 소프트웨어를 사용하여 상기 해부학적 영상을 3D 이미지로 변환한다. 이때 사용되는 소프트웨어는 특정되지 않으며, 해부학적 영상을 편집가능한 3D 이미지로 변환하는 소프트웨어를 사용함이 가능하다.
그 다음, S13단계에서는 상기 이미지를 3차원 모델로 모델링한다. 이때의 모델링은 STEP 등의 소프트웨어를 사용하며, 소프트웨어 상에서 상기 CT 촬영으로 얻어진 해부학적영상에서 인체의 뼈 및 장기를 모델링하고, 컴퓨터 상에서 이를 3차원으로 모델링하여 개별 장기나 뼈의 형상과 크기 등을 정확하게 구현할 수 있다.
그 다음, S14단계에서는 상기 3차원 모델을 기초로 뼈모델과 스킨모델, 폐모델, 갑상선모델, 심장모델, 기타 장기모델을 실제 인체의 장기와 유사한 비중의 재질로 제작한다.
상기 뼈모델은 실제 인체의 뼈가 비중이 높기 때문에 비중이 높은 에폭시 레진(epoxy resin)을 사용하여 제작하며, 폐는 비중이 낮기 때문에 폐모델은 비중이 0.26인 포말성 폴리우레탄(foamed polyurethane)을 사용하여 제작한다.
또한 갑상선모델, 심장모델, 기타 장기모델은 비중이 1.09인 폴리우레탄을 사용하여 제작한다. 특히 갑상선모델은 갑상선교정용 바이알(vial)을 삽입할 수 있도록 갑상선 선원등가 공동(thyroid-equivalent source cavity)을 제작한다.
상기 뼈모델, 스킨모델, 폐모델, 갑상선모델, 심장모델 및 기타장기모델은 입체적이고 기하학적인 모양이기 때문에 분할하여 제작하는 것이 바람직하다.
그 다음, S15단계에서는 상기 분할제작된 각 모델들을 결합하여 스킨모델, 폐모델, 갑상선모델, 심장모델 및 기타장기모델을 조립한다.
그 다음, S16단계에서는 상기 제작한 뼈모델을 주형틀에 삽입한 상태로, 주물작업을 통해 전신모델을 성형한다. 상기 전신모델은 인체의 복부에 해당하는 부분을 개폐가능한 상태로 성형하여, 상기 형성한 폐모델, 갑상선모델, 심장모델 및 기타장기모델의 탈부착이 가능하도록 하며, 방사선량 측정시험을 원활하게 할 수 있도록 한다.
앞서 상세히 설명한 각 모델들은 외부 및 내부에 크랙(crack)과 보이드(void)가 없어야 하며, 외부는 육안으로 검사하고, 내부는 CT 촬영을 통해 검사한다. 크랙이나 보이드가 있는 경우에는 방사선량 측정결과 신뢰도에 영향을 줄 수 있다.
그 다음, S17단계와 같이 상기 폐모델, 갑상선모델, 심장모델, 기타장기모델 및 전신모델을 후가공한다. 이때의 후가공은 도색을 포함하는 작업이다.
그 다음, S18단계와 같이 완성품을 조립하고, 지지대 및 받침대를 설치한다.
이와 같이 제작된 모의피폭체는, 한국인의 체형과 장기의 크기 및 위치에 부합하는 모델으로, 종래 서양인의 체형을 따라 제작한 RMC-Ⅱ와는 다른 피폭정도를 가지는 것으로 확인되었다.
아래의 표 1은 종래 RMC-Ⅱ와 본 발명의 갑상선모델의 피폭 정도를 실험한 결과표이며, 도 2는 표 1을 도식화한 그래프이다.
| 핵 | 종 | RMC-Ⅱ | 본 발명 |
| Co-57 (122 keV) |
측정값 Br(%) |
1.70 3.56 |
1.54 -6.23 |
| Sn-113 (391 keV) |
측정값 Br(%) |
1.89 1.57 |
1.75 -5.25 |
| Cs-137 (662 keV) |
측정값 Br(%) |
3.70 0.00 |
3.39 -8.23 |
| Co-60 (1173 keV) |
측정값 Br(%) |
5.51 0.51 |
5.19 -5.34 |
| Co-60 (1332 keV) |
측정값 Br(%) |
5.50 0.07 |
5.28 -3.85 |
이 실험은 국제기준의 ANSI(American National Standard Institute) 기준에 따라 평가하였으며, 편중(Br)은 측정치가 기대값으로부터 얼마나 이격되었는지 평가하는 지표이다.
상기 갑상선모델에는 22ml 바이얼 교정용 선원을 각각 갑상선모델에 위치시킨 후, 5회씩 측정하여 교정용 선원의 기대값 대비 측정값의 오차를 평가한 결과다.
전술한 바와 같이 본 발명에 대하여 바람직한 실시예를 들어 상세히 설명하였지만, 본 발명은 전술한 실시예들에 한정되는 것이 아니고, 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명에 속한다.
Claims (4)
- a) 한국인 표준체형의 해부학적 영상을 획득하는 단계;
b) 상기 획득된 영상을 3D 영상으로 변환하고, 이를 3D 모델링하는 단계;
c) 상기 3D 모델을 기초로 각 장기모델과 뼈모델을 비중에 따라 제작하는 단계;
d) 상기 제작한 뼈모델을 주형에 삽입한 상태로 인체모델을 성형하는 단계; 및
e) 상기 인체모델에 상기 각 장기모델을 결합하는 단계를 포함하는 원자력발전소 작업종사자의 내부피폭 방사선량 평가를 위한 모의피폭체 제조방법.
- 제1항에 있어서,
상기 뼈모델은 에폭시 레진(epoxy resin), 상기 장기모델은 포말성 폴리우레탄(foamed polyurethane) 또는 폴리우레탄으로 제작하는 것을 특징으로 하는 원자력발전소 작업종사자의 내부피폭 방사선량 평가를 위한 모의피폭체 제조방법.
- 제2항에 있어서,
상기 장기모델중 폐모델은 비중이 0.26인 포말성 폴리우레탄으로 제조되는 것을 특징으로 하는 원자력발전소 작업종사자의 내부피폭 방사선량 평가를 위한 모의피폭체 제조방법.
- 제2항에 있어서,
상기 장기모델중 갑상선모델, 심장모델, 기타 장기모델은 비중이 1.09인 폴리우레탄으로 제조되는 것을 특징으로 하는 원자력발전소 작업종사자의 내부피폭 방사선량 평가를 위한 모의피폭체 제조방법.
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