Earticle

교육훈련은 안전문화를 증진하고, 방사선작업종사자의 방사선방호 역량을 강화하는 주요한 수단이다. 기존의 단기 원자력 국제교육은 고위급 대상의 강의실 교육을 중심으로 수행되고 있으나, 이제 원전을 수출하는 기술공여국으로서 우리의 위상은 개도국으로부터 자국의 실무 전문가 양성을 위한 지원을 요청받고 있다. 본 연구는 국내의 우수한 방사선 시설과 교육훈련 인프라를 활용하여 실습과 현장방문을 강화한 국제 방사선방호 실무 전문가 양성 과정을 개발하고, 평가 및 피드백 절차를 완성하여 운영한 결과를 요약한다. 교육과정의 개발 및 운영 과정에서는 SAT 방법론을 도입함으로써 교수-학습 효과를 극대화하고, 교수목적, 방법, 평가의 일관성을 유지하고자 하였다. 교육과정의 개시 전 또는 종료 후에 수행된 비교평가와 최종평가에서 평균 점수가 약 2점 상승하고, 설문조사에서는 대부분의 항목에서 4.0 이상의 높은 만족도를 나타내었다. 이는 본 교육과정에 적용된 교수학습 방법이 효과적이었음을 시사한다. 이러한 교수학습 방법론은 국제교육에서 실무 전문가 양성을 위한 맞춤형 교육과정을 개발하고, 이론중심에서 현장 실무중심으로 국제교육의 패러다임을 전환하는 단초가 될 것이다.

Education and training is an important means of promoting safety culture and enhancing the level of competence of radiation worker in radiation protection. The existing international nuclear education and training of short duration has been carried out on the high-level officials and focussed on the classroom based training. The developing countries has been asking for support to cultivate their own technical experts to Korea which is a donor country exporting nuclear power plants. This paper summarizes the results of developing and operating the international education and training course to froster technical experts in radiation protection that emphasized practical training sessions and technical visits using the excellent domestic radiation facilities and infrastructure of education and training. It mentions the procedures of assessment and feedback as well. In an effort to maximize teaching-learning effects and to maintain consistency of the learning objectives, methods and assessment, SAT methodology has been applied on the processes of developing and operating the course. In the comparative and final assessment which were conducted at the beginning or at the end of training course, participants' average score increased around 2 points. The questionnaire of participants showed a high level of satisfaction of 4.0 points or above for the most of the questions. These imply teaching-learning methods applied to it might be effective. The teaching-learning methodologies may provide the opportunity to develop the customized training course for bringing up international technical experts and to shift educational paradigm from theory-oriented to on-site practice-based education.

액션러닝이란 어떠한 문제를 해결하기 위해서 팀 내 구성원이 토의 과정과 이 과정을 도와주는 퍼실리테이터와의 교감을 통해 문제를 해결하고 학습하는 교수기법이다. 액션러닝을 통해서 학습자들은 인간관계기술을 개발할 수 있으며, 이는 곧 현대사회가 추구하는 사회적 자본의 가치와 연결이 된다. 본 연구는 외국인 대상 원자력 교육에서 이러한 액션러닝과 사회적 자본의 연관성을 파악하기 위해 한국원자력연구원에서 실시한 교육과정 참가자 17명을 대상으로 Wilcoxon 부호순위 검정을 통해 그 관계를 파악하였다. 그 결과 액션러닝은 구성원의 사회적 자본 증가에 긍정적인 영향을 미친다는 결론을 얻을 수 있었다. 따라서 이러한 결과를 바탕으로 원자력 교육에서 해당 조직과 기관의 목표를 이루기 위해 액션러닝의 실시는 강력한 교수기법 중 하나임을 알 수 있었으며, 이를 더욱 발전시켜 나아가야 됨을 이해할 수 있었다.

Action Learning is a teaching-learning method to solve a problem through which members in a team discuss the problem and a facilitator supports the members in the team. The Action Learning makes learners develop human-relationship skills, which are connected to the value of social capital in the modern society. The purpose of this study is to clarify the relationship between action learning and social capital with 17 participants who joined in a nuclear education course opened in the Korea Atomic Energy Research Institute. The result showed that the action learning positively influenced the social capital among members in the team. Consequently, it is easily recognized that action learning is one of positive teaching-learning methods to achieve educational purposes of a organization and should be more developed in the future.

Skyshine은 고에너지 가속기의 차폐 설계 시 반드시 고려되는 중요한 현상이다. 본 연구에서는 고에너지 전자 가속기에 대한 중성자 skyshine 평가 방법을 새롭게 제시하였으며 기존의 방법들과 비교하여 타당성을 검증하였다. 고에너지 전자가속기로부터 원거리 지역의 방사선량을 계산하기 위해 몬테카를로 코드, FLUKA와 PHITS를 이용하였다. 가속기 건물로부터 원거리 지역까지 도달하는 방사선장의 경로를 skyshine, direct, groundshine, multiple-shine으로 분류하였다. 분류된 각각의 성분이 총 유효선량에 기여하는 정도를 평가하였다. 방사선원 계산에는 10 GeV 전자가 두꺼운 표적에 입사하여 생성되는 중성자를 고려하였다. Groundshine 효과를 평가하기위해 PAL-XFEL의 건설부지토양에 대한 성분을 고려하였다. 가속기 건물로부터 비교적 가까운 50 m 미만에서는 direct와 groundshine 성분들이 총 유효선량에 대부분 기여하였다. 가속기 터널로부터 거리가 멀어질수록 skyshine 성분의 기여도가 증가하였다. 평가된 skyshine 성분에 대한 유효선량은 기존에 skyshine 선량을 계산할 때 사용되었던 반실험식 중 전자가속기를 이용한 실험결과에 기반한 Rindi의 식과 가장 잘 일치하였다. 간이계산코드 SHINE3의 결과와 20% 이내로 일치하였다. 모든 성분이 포함된 총 유효선량은 기존의 평가방식에 비해 10배 정도 크게 평가되었다. 가속기 터널로부터 원거리 지역에 대한 선량평가계산에서 mutiple-shine 성분의 영향은 skyshine 성분보다 더 크다는 것을 확인하였다.

The skyshine effect is an essential and important phenomenon in the shielding design of the high energy accelerator. In this study, a new estimation method of neutron skyshine was proposed and was verified by comparison with existing methods. The effective dose of secondary neutrons and photons at the locations that was far away from high-energy electron accelerator was calculated using FLUKA and PHITS Monte Carlo code. The transport paths of secondary radiations to reach a long distance were classified as skyshine, direct, groundshine and multiple-shine. The contribution of each classified component to the total effective dose was evaluated. The neutrons produced from the thick copper target irradiated by 10 GeV electron beam was applied as a source term of this transport. In order to evaluate a groundshine effect, the composition of soil on the PAL-XFEL site was considered. At a relatively short distance less than 50 m from the accelerator tunnel, the direct and groundshine components mostly contributed to the total effective dose. The skyshine component was important at a long distance. The evaluated dose of neutron skyshine agreed better with the results using Rindi’s formula, which was based on the experimental results at high energy electron accelerator. That also agreed with the estimated dose using the simple evaluation code, SHINE3, within about 20%. The total effective dose, including all components, was 10 times larger than the estimated doses using other methods for this comparison. The influence of multiple-shine path in this evaluation of the estimation method was investigated to be bigger than one of pure skyshine path.

CR과 DR 장비에서 팬텀을 이용하여 선량과 노출지수(exposure index, EI)의 변화를 관찰하고 처리된 영상에서 NSR (noise to signal ratio)과 CNR (contrast to noise ratio)을 측정하여 디지털 시스템에서 방사선량을 최적화하기 위한 인자들 간의 상관관계를 알아보고자 하였다. EI와 입사표면선량(entrance surface dose, ESD)는 CR과 DR 장비에서 모두 주어진 선량의 증가에 따라 비례하여 증가하였다. 적정범위 내 EI 산출시 CR의 경우 DR 보다 더 많은 선량이 요구되었으나 두 시스템에서 모두 EI 지표는 노출인자인 kVp, mAs의 증가에 대해 선형으로 비례하여 증가하였다. 특히, 검출기 효율이 우수한 DR 시스템에서는 선량 변화에 대해 더 안정된 감도를 나타내었고, 최소의 선량증가에도 영상의 유용한 대조도를 형성하여 화질의 향상에 쉽게 도달할 수 있었다. 이는 검출기 흡수선량과 밀접한 관련이 있는 EI 지표의 정확성을 예측 가능하게 하였다. EI의 물리적 특징과 영상평가를 위한 NSR 측정은 DR 시스템에서 CR 보다 더 낮은 NSR이 나타났으며 CR에서는 6 mAs이상의 관전류에서는 관전압의 값에 따른 영향이 상대적으로 적었다. 본 연구 결론은 디지털 시스템 검출기의 흡수선량 측정의 지표인 EI는 노출인자와 선형비례관계에 있었고 EI가 제조사에서 제공한 범위 내에 존재할 때 그 EI 지표가 우수할수록 최적의 영상화질을 얻을 수 있었다. 또한 디지털 방사선 영상 기술에서 EI의 물리적 특징의 활용은 실제 임상에서 영상의 화질향상에 도움을 주고 검출기의 품질관리를 통하여 환자의 불필요한 피폭선량을 줄이는 데 많은 기여를 할 수 있을 것이다.

The aim of this study was to determine the correlation between exposure index (EI) and dose factors related to radiation dose optimization in digital radiography (DR) system. Two phantoms with built-in regional test object for quantitative assessment of images were used to produce image signals that acquired in chest radiography background. EI and entrane surface dose (ESD) increased proportionally with rise of radiation dose (kVp, mAs) in both DR and CR systems. Especially, DR detector was effective to form good contrast and hence, reached easily to improvement of image quality with minimal dose changes. It made operators possible to expect the accuracy of EI values deeply related to absorbed dose of the detector. The evaluation of images was obtained specially employed calculation of noise to signal ratio (NSR) and contrast to noise ratio (CNR). These measurements were performed for how exposure factors affect image quality. NSR was inversely proportional to kVp and mAs and low NSR represented high signal detection efficiency. Consequently, EI values was the measure of the amount of exposure received by the image receptor and it was proportional to exposure factors. Therefore the EI in a recommended range from manufacturer can offer optimal image quality. Also, continuous monitoring of EI values in the digital radiography can reduce the unnecessary patient dose and help the quality control of the system.

TLD를 이용하여 중성자 선량을 측정할 경우, TLD는 중성자 에너지에 대한 반응도 차이가 크기 때문에 현장 중성자장의 스펙트럼 특성에 맞는 에너지 반응도 보정이 반드시 필요하다. 본 실험에는 소형으로 가공된 TLD 소자를 사용하여 252Cf 중성자장에 설치된 내부구조가 복잡하고 좁은 Long-Counter (중성자 검출기) 내외부에서의 중성자 주위선량당량(ambient dose equivalent)을 측정하였다. 측정결과는 입자수송해석코드(MCNPX)를 이용한 계산결과와 비교하였다. 기존의 TLD 교정 선원인 D2O 감속 252Cf만으로 교정하여 판독한 결과값은 전산모사 계산값과 많은 차이를 보였다. 그러나 bare 및 D2O 감속 252Cf 선원을 사용하여 생산한 두 교정인자를 혼용한 판독값은 계산값과 비슷하였다. 결과적으로, TLD 소자는 사용 현장과 비슷한 특성을 가지는 중성자장에서 교정되어야지만 올바른 선량평가가 가능함을 확인하였다.

In case of neutron dose measurement using TLDs (thermo- luminescence dosimeters), because the neutron energy dependence of the TLD is very high, the calibration of the energy response according to the characteristics of the neutron spectrum of workplace is required. In the present study, the ambient dose equivalent rates inside and around the Long-Counter (neutron detector) with narrow and complex inside in the neutron field of 252Cf were evaluated. The calibration factors to account for the neutron energy dependence of TLDs were established for both the bare and D2O modulated 252Cf neutron beams, respectively. The values of the TLD’s measurement were compared with the computational results of the MCNPX (Monte Carlo N-Particles transport code). When using the two calibration factors of the TLD than a single calibration factor, the measured and the calculated values at the point of verification outside and inside the Long-Counter were in more good agreement. This results show that TLD should be calibrated in the reference neutron field similar to workplace situation.

상대적으로 높은 항공승무원의 우주방사선 피폭을 고려하여 ICRP는 직무피폭의 일부로 간주하고 방사선 방호 대상으로 권고하였으며 이미 유럽 등 일부 국가에서는 항공 고도에서의 항공승무원에 대한 우주방사선 피폭 관리가 이루어지고 있다. 국내에서도 2012년 7월 26일 생활주변방사선안전관리법의 시행과 더불어 항공승무원에 대한 관리 기준이 마련되었다. 본 연구에서는 항공승무원의 개인 선량 평가에서 휴대가 용이한 누적형 고체비적검출기의 적용가능성을 검토하기 위해 수행되었다. 한국표준과학연구원에서 252Cf 중성자 표준 선원을 이용해 선량계의 중성자 선량에 대한 반응도의 선형성과 중성자 입사각에 따른 각도의존성을 평가하였고 한국민간항공조종사협회의 협조를 얻어 항공 고도 에 선량계를 노출시켰다. 응답 특성 평가 결과, 선형성에서는 각각의 감속재에 대해 모두 상관계수(r2)가 0.99 이상으 로 높았고 큰 각도의존성을 나타내었다. 또한 예측된 운항 승무원의 중성자 선량과 비적 밀도와의 상관성은 각각의 감속재에 대하여 r=0.486 (HDPE), r=0.241 (PA)으로 낮게 평가되었다. 누적형 중성자 선량계는 개인 피폭 선량 평가에 활용 가능성이 있을 것으로 판단되나 항공 고도에서의 중성자 에너지 스펙트럼을 고려하여 추가적인 연구가 필요하며 노출 시간을 증가시켜 비적 밀도와의 상관성을 보다 면밀하게 평가할 필요가 있다.

ICRP recommended that cosmic ray exposure to the pilot and cabin crew would be considered as an occupational exposure due to their relatively high exposure. Since 2012 with the Act No. 10908 (Natural radiation management), the guideline of cosmic ray exposure to the pilot was established in Korea. The applicability of the solid-state nuclear track detector for personal dose assessment of pilot and cabin crew was evaluated. Dose linearity and angle dependence of dosimeters to the neutron were evaluated by 252Cf neutron emitting source. The track density has a good agreement with the dose (r2=0.99) and highly dependent on the degree of an angular of the dosimeter to the neutron source. In addition, the dosimeters (SSNTD) were exposed to cosmic ray in an aircraft during its cruising for more than two months in collaboration with Airline Pilots Association of Korea. Although the correlation between the track density from aircraft cruising altitude and expected neutron dose is low, however RSNS dosimeter could be used for personal neutron dosimeter. For application of RSNS as a personal dosimeter for pilot and cabin crew, additional studies are required.