감마선과 GeV 제동복사 빔을 이용한 컴퓨터단층촬영 (Computed Tomography using Gamma-ray and GeV Gas Bremsstrahlung Photon)

서지정보

· 발행기관 : 한국물리학회
· 수록지 정보 : 새물리 / 52권 / 4호 / 390 ~ 395페이지
· 저자명 : 황상훈, 김은산, 박진용, 안정근, 한영진

초록

수백 keV 에서 수 GeV 에너지 영역의 감마선을 이용한 컴퓨터 단층촬영의 가능성을 연구하였다.
%본 연구는 X선를 이용한 컴퓨터 단층촬영(CT, Computed Tomography)을 선원을 바꾸어 감마선과 제동복사선을 이용한 컴퓨터 단층촬영에 대한 연구를 하였다.
표준선원인 $^{137}$Cs와 $^{60}$Co의 감마선과 포항방사광가속기 저장링의 최대 2.5 GeV 제동복사 빔을 이용하여 외경 50 mm, 내경 34 mm인 납으로 된 둥근 원통형의 물체와 한 변의 길이가 11 mm인 철 재질의 육각형의 물체를 사용하여 컴퓨터 단층촬영을 하였다. 감마선의 검출을 위해 표준선원을 사용할 때는 결정크기가 40 $\times$ 40 $\times$ 50 mm$^3$인 NaI (Tl)의 검출기를 사용하였고, 제동복사 빔을 측정할 때는 크기가 34 $\times$ 34 $\times$ 330 mm$^3$인 CeF$_3$를 3 $\times$ 3 으로 쌓은 검출기를 사용하였다. 감마선을 이용한 컴퓨터 단층촬영의 결과로 납으로 된 둥근 원통형 물체의 형태와 철로 된 육각형 물체의 형태를 물질을 통과한 감마선의 비로 알 수 있었다.
% 감마선을 이용한 컴퓨터 단층촬영 으로 물질을 통과한 감마선의 비로 물질의 형태를 알 수 있다.
\end{abstract} \maketitle

\section{서~~~~론} 전리 방사선은 비교적 에너지가 높아 물질 내에서 원자들을 양이온과 전자로 분리시키는 능력이 있는 방사선이다.
그 중 X선과 감마선은 파장이 매우 짧은 전자기파임과 동시에 입자적인 성질을 가지고 있고, 방사선동위원소에서 방출되는 알파선과 베타선에 비해, 높은 투과도를 지니고 있어 의료용으로 널리 사용 되고 있다.
X선은 감마선에 비해 낮은 에너지를 가지기 때문에 밀도가 높거나 두꺼운 물체는 투과하지 못한다.
컴퓨터 단층촬영의 선원으로 X선 대신 감마선을 사용한다면 X선이 투과하지 못하는 물체라도 그 내부를 볼 수 있다.
하지만 X선은 에너지가 낮아 그 에너지를 쉽게 잃어 버릴 수 있기 때문에 검출기의 크기를 작게 만들 수 있어 감마선을 이용한 검출기 보다 높은 선명도를 가진 영상을 얻을 수 있는 장점이 있다.








감마선이 물질을 통과 할 때 물질과 상호작용을 하여 감마선의 양이 줄어든다. 감마선이 물질을 통과하면 초기의 감마선의 세기 (I$_0$)는 물질의 종류와 에너지에 따라 주어지는 물질 감쇠 상수 (Mass Attenuation Coefficient, $\mu_{m}$), 밀도 ($\rho$)와 물질의 두께 ($x$)에 따라서 투과하는 감마선의 세기 (I)는 Eq. \ref{attenuation}으로 나타난다.

영어초록

\begin{abstract} We have made a study of computed tomography using gamma-rays from several hundreds of keV to a few GeV.
We measured a lead cylinder with an outside diameter of 50 mm and an inside diameter of 34 mm and a hexgonal column with the length of one side being 11 mm.
We used gamma rays emitted from an isotope source, $^{137}$Cs, $^{60}$Co and the maximum 2.5 GeV bremsstrahlung beam of the Pohang Accelerator Laboratory's storage ring.
We sesd a NaI (Tl) detector, 40 $\times$ 40 $\times$ 50 mm$^3$, for isotope sources emitting gamma rays, and nine CeF$_3$ crystal blocks, 34 $\times$ 34 $\times$ 330 mm$^3$, were stacked into a 3 $\times$ 3 array for GeV gas bremsstrahlung photons.
We determined the shape of the material from the fraction of gamma rays that passed the material.

참고자료

· 없음