사이클로트론을 이용한 양성자치료 [물리세특, 의학 탐구보고서]

소개

사이클로트론(Cyclotron)을 이용한 양성자 치료의 원리와 특성, 브래그피크(Bragg peak), 사이클로트론의 구조와 가속 원리에 대한 내용입니다.

목차

I. 탐구 동기 및 활동 정리

II. 탐구 내용
1. 사이클로트론
(1) 사이클로트론의 구조
(2) 사이클로트론의 가속 원리
(.) 사이클로트론의 원리 & 로렌츠 힘
2. 양성자 치료
(1) 양성자 치료란
(2) 브래그 피크

III. 참고 문헌

본문내용

1. 탐구 동기 및 활동 정리
평소 암 치료에 관심을 갖고 탐구를 진행하던 중 ‘꿈의 치료’라 불리는 양성자 치료에 관한 기사를 접하고, 양성자 치료에 사용되는 사이클로트론(Cyclotron)을 물리 시간에 배운 전기장과 자기장, 전류에 의한 자기장, 로렌츠의 힘, 원운동과 구심력, 각속도 및 주기, 진동수의 개념 등을 바탕으로 이해한 후, <사이클로트론과 양성자 치료의 원리>를 보고서로 작성하였다. 전기장과 자기장을 함께 사용하는 원형가속기인 ‘사이클로트론(Cyclotron)’의 구조와 원리를 이해하고, 가속된 양성자를 사용하는 양성자치료의 원리와 특징, ‘브래크 피크(Bragg peak)’를 설명함으로써 차세대 방사선치료법인 입자선치료에 대한 이해를 넓혔다.

2. 탐구 내용
1. 사이클로트론 (Cyclotron)

의료용 사이클로트론은 양성자를 가속하여 암 치료에 이용되는 원형가속기의 한 종류이다. 사이클로트론은 하전 입자를 가속하는 입자가속기로, Dee 가속관(D자형 전극), 고주파발생기, 이온원(ion source) 등으로 구성되어 있다(아래 그림 참조).

(1) 사이클로트론의 구조
사이클로트론의 구조는 아래 그림과 같다. 우선, 속이 비어 있는 D자형 반원형 도체(Dee, ‘디’라고 불리는 Dee 가속관)가 서로 마주보고 있으며, 사이클로트론의 중심부에는 대전된 입자를 방출하는 이온원(ion source)이 놓여 있다. 두 개의 디(Dee) 사이에는 높은 교류전압이 걸려 있고, Dee에 수직으로 큰 자기장이 걸려 있다(정자기장).

참고자료

· 방사선치료학(청구문화사)
· 자기 주도적 학습을 위한 방사선물리학(북스힐)
· 두산 백과, 사이클로트론
· 물리학 백과, 사이클로트론
· 국립암센터 https://www.ncc.re.kr/main.ncc?uri=proton_therapy01
· 삼성서울병원 양성자치료센터http://www.samsunghospital.com/home/proton/whatIsProtonTherapy/principle.do