3D 프린터를 이용한 바륨혼합형 차폐체에 대한 연구

• 영문명: A Study on Barium Mixed Radiation Shield using 3D Printer
• 발행기관: 한국방사선학회
• 저자명: 강헌효(Heon-Hyo Gang) 김동현(Dong-Hyun Kim)
• 간행물 정보: 『한국방사선학회 논문지』 제14권 제5호, 627~634쪽, 전체 8쪽
• 주제분류: 공학 > 기타공학
• 파일형태: PDF
• 발행일자: 2020.10.30

국문 초록

본 연구는 기존의 납을 대신해 친환경 물질인 황산바륨과 3D 프린터 소재인 PLA 필라멘트를 혼합하여 형태학적 구현을 위한 차폐체를 개발하고자 하였다. 환경 물질인 황산바륨 분말 가루와 3D프린터 소재인 PLA 필라멘트를 사용하였으며, 황산바륨 분말 가루와 PLA를 혼합하기 위하여 압출기로 융합 후 3D 프린터로 차폐체를 제작하였다. 황산바륨 파우더 분말 가루와 PLA 필라멘트 혼합비율을 확인하기 위해 혼합 입도를 분석하였으며, 혼합된 차폐체의 차폐능을 확인하기 위해 황산바륨 함유량에 따른 두께별 흡수선량을 구하여 선량을 평가한 후 차폐능을 분석했다.황산바륨 분말 입자와 PLA 필라멘트 혼합 입도 평가 시 외관상과 주사전자현미경 관찰사진에서 함유량이 30%일 때 가장 적정비율로 혼합된 것을 확인하였다. 황산바륨 함유량에 따른 두께별 흡수선량 결과에서 함유량이 0%일 때와 각 % 별 함유량을 비교했을 때 두께 0.5 cm에서 흡수선량의 차이가 가장 크게 나타났으며, 바륨함유량이 30%일 때 두께 3 cm에서 가장 낮은 선량값을 나타냈다. 또한 바륨함유량이 30%를 기점으로 함유량이 증가할수록 흡수 선량값은 다시 높아지는 결과가 나타났다. 기존의 납 대신 친환경 물질인 황산바륨을 필라멘트 소재인 PLA와 혼합하여 형태학적인 차폐체를 만들 수 있었다. 혼합물에 대한 바륨의 혼합비율은 30%가 가장 적절하며, 본 연구를 토대로 진단 방사선 분야 내 3D 프린터를 이용한 형태학적 차폐체 구현을 위한 기초 자료로 사용될 것으로 기대한다.

영문 초록

Instead of lead, we intend to develop shielding materials for morphological implementation by mixing barium sulfate, an eco-friendly substance, and PLA filament, a 3D printer material. The environmental substance, barium sulfate powder and PLA filament, a 3D printer material, were used, and the shielding was made with a 3D printer after being fused into an extruder to mix the powder powder of barium sulfate with PLA. To check the mixing ratio of barium sulfate powder and PLA filament, the mixing input was analyzed, and the absorption dose by thickness according to barium sulfate content was obtained to check the shielding function of the mixed shielding. In the evaluation of the mixture of sulfate barium powder particles and PLA filaments, it was mixed in the most appropriate proportion when the content was 30% in the apparent and electron microscopic observation photographs. In the absorption dose results by thickness according to barium sulfate content, the difference between the content of 0% and the content of each % was greatest at 0.5 cm in thickness and the lowest dose value at 3 cm in thickness when the barium content was 30%. In addition, as the barium content began to increase at 30%, the absorbed dose value increased again. Instead of conventional lead, barium sulfate, an eco-friendly substance, could be mixed with PLA, a filament material, to create morphological shielding. Based on this study, it is expected that the mixing ratio of barium to the mixture is the most appropriate 30%, and will be used as the basis for the implementation of morphological shielding using 3D printers in the diagnosis and treatment section.

목차

Ⅰ. INTRODUCTION

Ⅱ. MATERIAL AND METHODS

Ⅲ. RESULT

Ⅳ. DISCUSSION

Ⅴ. CONCLUSION

Reference

키워드

황산바륨 PLA 필라멘터 3D 프린터 혼합차폐체 Barium sulphate PLA filament 3D printer mixed shielding