3D 프린팅 기술을 이용한 산화철-구리 혼합 필라멘트 차폐체 개발 및 차폐율 평가 (Development and Evaluation of Shielding with Mixed Iron- oxide-copper Filament using 3D printing)

서지정보

· 발행기관 : 한국방사선학회
· 수록지 정보 : 한국방사선학회논문지 / 18권 / 6호 / 651 ~ 662페이지
· 저자명 : 신나령, 남성관, 강지수, 이건주, 장희민, 윤명성, 한동균

초록

본 연구는 납 기반 차폐체의 독성 문제를 해결하기 위해 산화철과 구리를 혼합한 필라멘트를 이용해 무납 차폐체를 개발하고 성능을 평가하였다. 산화철과 구리 파우더를 혼합하여 필라멘트를 제작한 후, FDM 방식의 3D 프린터로 다양한 두께의 차폐체를 출력하였다. 관전압과 관전류를 변화하며 선량 및 차폐율을 측정하였으며, 데이터 분석은 SPSS 프로그램을 통해 이루어졌다(p<0.05). 실험 결과, 산화철 - 구리 혼합 필라멘트 차폐체는 관전압 120 kVp, 관전류 20 mAs 일 때를 제외한 모든 조건에서 8 mm 이상의 두께부터 납당량 0.25 mmPb 납 방호 도구보다 높은 차폐 성능을 나타냈다. 이 연구는 산화철 - 구리 혼합 필라멘트 차폐체가 납의 단점을 보완하면서 유사한 차폐 성능을 제공할 수 있음을 입증하였으며 무납 차폐체 연구의 기초 자료로 활용될 수 있는 가능성을 제시하였다.

영어초록

This study developed a lead-free shielding material using a filament made from a mixture of iron oxide and copper to address the toxicity issues associated with lead-based shielding. After creating the filaments, various thicknesses of shielding materials were printed using a FDM 3D printer. Shielding performance and dose measurements were taken by varying the tube voltage and current with a diagnostic X-ray generator, and data analysis was performed using SPSS (p < 0.05). The results showed that the iron oxide-copper mixed filament shielding exhibited better performance than a 0.25 mmPb lead-equivalent protection tool at thicknesses of 8 mm or more, except for the conditions of 120 kVp and 20 mAs. This research demonstrates that the mixed filament shielding can mitigate the drawbacks of lead while providing comparable shielding effectiveness, suggesting its potential as foundational data for further studies on lead-free shielding materials.

참고자료

· 없음