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최 현 준  연세대학교 원주의과대학 방사선종양학교실

김 규 범  연세대학교 의과대학 융합의학과

저널명

Applied Radiation and Isotopes

논문제목

Development of a direction-sensitive gamma-ray monitoring system using a gamma camera with a dual-sided collimator: A Monte Carlo study

연구과제 수행 중 생긴 에피소드

몬테칼로 전산모사 과정에서 방사선이 섬광체와 반응하는 특성과 섬광체 내 반응 위치로부터 사방으로 빛이 방출하여 광센서까지 이동하는 특성을 구분해서 전산모사 해야 했고, 최종적으로 광센서에서 수집된 결과를 인공지능 모델에 입력하여 도출된 출력값을 영상화하는 작업, 이 모든 데이터를 활용하는 일련의 과정에서 여러 가지 오류도 있었고 시행착오도 있었습니다. 그에 따라 너무 많은 시간이 불필요하게 소모되는 것 같아 자동화 코드를 개발하여 인적 오류를 최소화하기 위한 노력을 하였고, 그러한 불편을 해결하기 위한 노력 덕분에 한층 더 성장할 수 있었습니다.

연구과제 수행 중 보람되었던 일

방사선원 위치를 2차원 검출기로 영상화하기 위해서는 주로 pixellated 2차원 검출기가 활용되는데, 해당 시스템은 pixel 크기에 따라 공간분해능이 결정되고 다수의 반도체가 사용되기에 대면적 모니터링 시스템을 구축하기 위해서는 많은 비용이 소요되는 한계점이 있습니다. 본 연구를 통해 개발된 DSGM 시스템은 상대적으로 적은 비용으로 구축 가능한 고효율의 대면적 방사선원 모니터링 시스템이기에 넓은 면적의 다수의 공항만에 설치가 용이한 장점이 있습니다. 또한, 이러한 원리의 시스템은 다양한 연구 분야로 활용되기에도 용이하므로 이 기술을 더 발전시켜 추후 사회에 기여할 수 있는 많은 연구를 할 수 있을 것 같다는 기대감을 가질 수 있다는 것이 연구자로서 가장 보람되는 부분입니다.

이 분야로 진학하려는 후배들을 위한 조언

방사선 계측기를 설계하고 몬테칼로 전산모사를 활용하여 원리를 검증하는 과정은 의료, 산업, 교육 등 방사선과 관련된 모든 분야에서 활용될 수 있는 중요한 기반 기술입니다. 이러한 전산모사에서 그치지 않고 더 나아가 실험적으로 전산모사 결과를 검증하는 과정도 경험해볼 수 있다면 독립적인 연구자로서 할 수 있는 연구 범위가 많이 넓어질 수 있을 것으로 생각됩니다. 한 가지 주제와 기술로 깊이 있는 연구를 하는 것도 중요하지만 상기 언급한 각각의 과정별 핵심기술들을 갖춰두고 그 기술을 적절히 활용해서 다양한 연구를 해보는 것도 식견을 넓히는 데 있어 중요하다고 판단됩니다.

연구활동 관련 계획

추후 DSGM 시스템의 성능을 향상시켜 의료분야에도 적용할 수 있는 대면적 방사성의약품 모니터링 시스템을 개발할 예정입니다. 또한, 검출기의 에너지 분해능을 향상시킬 수 있는 기술을 적용함으로써 에너지스펙트럼 기반 핵종 분별까지도 가능한 모니터링 시스템을 개발하고 이를 실험적으로 검증할 수 있도록 노력할 예정입니다.