Ⅳ. 연구개발결과 ○ 남극 극한기상 특성 진단 - 세종기지 32년 관측자료DB 기반으로 추출한 상위 10% 극한기상현상의 강도는 강풍사례는 일평균풍속 12.3m/s, 일최고순간풍속 27.8m/s 이상일 때로 나타났으며, 저온사례는 일평균기온 –8.1℃, 일최저기온 –11.4℃ 이하일 때, 고온사례는 일평균기온 2.3℃, 일최고기온 4.7℃ 이상일 때였음. 일신적설량을 기준으로 한 폭설사례는 10.4cm 이상일 때였음. - 극한기상 발생시기는 강풍사례는 6-10월 동계에 60% 이상 발생하고 12-2월 하계에는 10% 미만으로 적게 발생하였으며 경년변동성에서는 2010년도 초반이후 강풍사례가 감소하고 있는 추세를 보임. 저온사례는 6-8월에 70% 이상 집중되어 있고 강풍사례와 유사하게 2010년대 초반 이후 감소 추세를 보이고 있음. 적설량은 변동성이 매우 큰데 눈에 띄는 경향은 2000년대 중반 이전에 비해 이후에는 매우 큰 경년변동성을 보이고 있음. - 강풍 사례의 경우, 세종기지 부근에 저기압이 통과하면서 발생하며, 일평균풍속을 기준으로 선정된 사례에서는 동풍, 그리고 일최대풍속을 기준으로 선정된 사례에서는 복풍 계열이 우세함. 일최대풍속을 기준으로 선정된 사례에서는 저기압 외에, 세종기지 부근의 지형이 강풍 발생에 기여함을 확인함. - 저온 사례의 경우, 남극 대륙으로부터의 차가운 공기의 이류가 발생 원인이며, 수치모의 결과에서, 세종기지 부근의 구름과 관련된 하향장파복사를 관측에 비해 과소모의하면서 음의 온도 편차가 나타남. - 폭설 사례의 경우, 세종기지 부근을 통과하는 저기압, 세종기지로의 수증기 유입, 그리고 사례에 따라서는 세종기지 부근의 지형이 중요한 역할을 함. 이상 고온 사례의 경우, 대기의 강 현상에 의해 상당량의 수증기가 유입되면서 상향장파복사에 의한 냉각을 억제하여 나타남. ○ 남극 성층권 오존 및 지상 라돈 농도 시공간 변동 특성 파악 - 세종 및 장보고 기지의 브루어 분광광도계의 장기간 자료를 세밀하게 분석함으로써 남극 지역 봄철에 나타나는 뚜렷한 오존량 감소에 대한 근거 확보함. - 신뢰도가 높은 장기간 오존 존데 관측 자료를 남극 전 지역에 대해 구축하고 분석을 통해 일반적인 연중 오존 변화 및 기후 경년 변동과의 관련성 파악함. - 남극세종과학기지와 장보고기지에서의 라돈 검출기 연중 90% 이상 운영 및 DB 구축함. - 남극세종과학기지의 동계기간 고농도 라돈 가스 사례는 장거리 수송에 의해, 남극장보고과학기지의 하계기간 고농도 라돈 가스 사례는 지역적인 특징으로 분석됨. ○ 남극 및 남반구 고위도 기후변동성 진단 - 기계학습 기반 Kriging 내삽 방안을 개발하고 확보된 기지 관측자료와 ERA-Interim 자료를 활용하여 1961년부터 2020년까지의 60년간의 남극대륙 월평균 지상온도를 복원함. - 복원된 자료의 연평균, 계절평균 변동성 및 장기 추세를 조사하고 기존에 보고되었던 서남극 지역의 강한 온난화 추세를 확인함. - EOF와 CBF 방법을 활용하여 남극대륙 지면온도 변화 특성을 탐지하는 두가지 변동 지수를 개발함. - 남극대륙 지면온도 변동 지수와 남반구 지역의 Southern Annual Mode (SAM), Pacific-South America 1 (PSA-1), Pacific-South America 2 (PSA-2) 등의 주요대기 변동성과의 상관성 계수 특성을 조사하고 남반구 지역 바람, 온도, 지위고도와의 회귀상관성 분석을 수행하여 남반구 지역의 기후요소간 상관성 관계를 진단함. - 남반구 대류권 및 성층권 오존 자료를 수집하고 오존의 대기순환장, 남극지면변동 모드, SAM, PSA-1, PSA-2의 남반구 기후요소와의 상관성 분석을 수행하여 남반구 오존 변동 특성을 파악하고 남반구 기후시스템에의 영향에 대한 모식도를 작성함. - 남극 전지역 연평균, 계절평균 해빙 변화의 SAM, PSA-1, PSA-2 등의 기후변동 모드와의 상관성을 분석하고 주요 관계 분포 모식도를 작성함. - 최근 남극지역 해빙 증가 경향을 분석하여 적도지역의 Interdecadal Pacific Oscillation (IPO)와 Atlantic Multidecadal Variability (AMV) 등의 장주기 변동성의 영향이 존재함을 확인함. - 남극지역의 주요 변동성과 적도지역의 변동성을 고려한 남극 및 남반구 지역의 기후변화 특성에 대한 모식도를 작성함. ○ 남극 대기 에어로졸 물리화학 특성 현장 관측 - 남극 세종과학기지 기반 에어로졸 물리화학특성 (입자수농도, 구름응결핵, 블랙카본 등) 관측 자료에 관한 장기간 DB를 확보 하였으며, 이를 바탕으로 남극 에어로졸의 계절별 발생 특성을 파악함. - 생물기원기후가스 현장 분석자료를 위성자료 기반 해양, 해빙 환경변화 자료와 결합하여 기원지 특성 및 해양생산성, 일년빙 분포 변화가 생물유래 에어로졸 입자 형성에 미치는 영향을 파악함. ○ 남극 에어로졸 발생 프로세스 파악‘ - 남극 세종과학기지 현장에서 확보한 다양한 환경 시료를 활용하여 자연유래 에어로졸 발생 모사실험을 수행하였으며, 이를 통해 해양 및 육상 기원 에어로졸 형성 프로세스를 파악함. - 초고분해능질량분석기를 활용한 남극 해양, 육상, 해빙에 분포하는 다양한 유기물의 특성을 분석함. (출처 : 요약문 9p)

• 연구책임자 : 김성중
• 주관연구기관 : 한국해양연구원 부설 극지연구소
• 발행년도 : 20230200
• Keyword : 1. 남극;기후변화;극한기상;에어로졸;대기환경;전지구 영향; 2. Antarctica;Climate Change;Extreme Weather;Aerosol;Atmosphere environment;Global Influence;

본 연구는 나노소재를 이용하여 어레이형 플렉서블 방사선 검출센서를 구현하고 성능을 검증하는 것을 목표로 한다. 목표를 달성하기 위해 방사선 검출용 나노소재 합성 및 제조기술 개발, 코팅/전사 기술 및 나노소재간 적층·접합 기술 개발, 플렉서블 방사선 검출센서 개발 및 성능평가를 수행하였다. 그 결과 CsPbBr3 나노크리스탈 합성, 제조기술 개발 및 UV 발광 특성 확인, PbS 퀀텀닷 합성 및 제조기술 개발, Pr 도핑 나노포스퍼 합성 및 조성에 따른 광학적 특성 분석, 형태 및 결정성 TEM 분석, 광학적 특성 UV 조사 및 PL 측정, DLS 사이즈 분석 등의 다양한 나노소재 측정 및 분석 기술 확보 , Graphene 일반 습식전사 및 vacuum 기반 전사 기술 2종 확보, LBL (layer-by-layer) 나노소재 코팅기술 개발 및 코팅 균일도 확보, 플렉서블 복합체 필름화 공정조건 확보, 다양한 나노물질 코팅 및 발광 특성 확인 , 이온빔을 활용한 flexible 기판 (polyimid)의 표면개질 기술 확보, 나노포스퍼-폴리머 복합체 필름 결합 광검출기 X-선 반응성 특성확보, Multilayer graphene 전극 형성 기술, Flexible PCB (F-PCB) 기반 소자 제작기술 개발, ALD 기반 봉지재층 형성 공정 개발 등의 연구 성과를 확보하였다. 본 연구결과를 바탕으로 성능이 개선된 어레이형 플렉서블 방사선 검출센서를 구현을 할 계획이다. (출처 : 서지정보양식 101p)

• 연구책임자 : 강창구
• 주관연구기관 : 한국원자력연구원
• 발행년도 : 20230800
• Keyword : 1. 나노소재;플렉서블;방사선 검출센서; 2. NAno-materials;Flexible;Radiation detector;

□ 연구개요 1. 최종목표 파킨슨 질환의 주요 원인으로 지목되는 신경염증을 개선하기 위하여, 항염증효능이 있다고 알려진 저선량 방사선 치료를 통해 파킨슨 질환의 새로운 치료 전략을 구축하고자 함 2. 연구의 필요성 현재 지속적으로 증가하고 있는 파킨슨 질환의 근원적인 치료는 없어 치료법 개발이 필요한 상황으로,병의 진행은 막지 못하고 일시적인 기존치료의 한계점을 극복하기 위해 저선량 방사선 치료를 이용하여 치매의 근본적인 원인인 신경염증 환경을 개선함으로써 치매질환의 악화를 막고, 신경증상의 개선을 기대할 수 있는 파킨슨 질환의 새로운 치료 전략을 구축하고자 함 □ 연구 목표대비 연구결과 1. MPTP 신경독소에 의해 유도된 파킨슨 질환 동물모델에서 저선량 방사선 조사에 의한 치료 효능 평가 - 신경독성 물질 MPTP를 이용하여 파킨슨 질환 동물 모델을 확립하고, 파킨슨 질환의 특징을 확인함 · Control 대비 MPTP 투여군에서 뇌의 선조체 부위에서 dopamine transporter인 [18F]FP-CIT의 SUV 값이 감소되었고, 선조체와 흑질 부위에서 dopamine neuron cell의 marker인 Tyrosine hydroxylase (TH) 발현이 감소되었음1 · Control 대비 MPTP 투여군에서 로타로드 운동 능력이 40% 이상 감소되었음 - 파킨슨 질환 동물모델에서 저선량 방사선 조사에 의한 치료 효능을 확인함 · 선조체 영역의 도파민 운반체 [18F]FP-CIT의 SUr값을 비교해보면, control과 IR 단독조사군은 baseline 대비 변화가 없었고, MPTP군은 IR 전과 IR 후 14일째까지 baseline 대비 감소된 채로 유지되어 MPTP에 의한 파킨슨 질환 모델 구축에 지속되고 있었으며, MPTP+IR군은 IR 전에 baseline대비 73%까지 감소되었다가 IR 후 14일째 33% 회복되었음을 확인하였음 2. 파킨슨 질환 동물모델에서 저선량 방사선 조사에 의한 행동장애 개선 여부 평가 - MPTP 처치 후 7일째에는 MPTP 군과 MPTP+LDIR 군 모두 baseline 에 비해 로타로드 운동 능력이 40% 이상 통계적으로 유의미하게 감소됨을 확인함 - 저선량 방사선 처치 후인 18일째에는 MPTP 군은 여전히 baseline 에 비해 로타로드 운동 능력이 통계적으로 유의미하게 감소되었지만, MPTP+LDIR 군은 저선량 방사선 처치 후 로타로드 수행 시간이 약간 증가하여 MPTP 처치 후 7일째와 유의미한 차이는 없었음을 확인함 3. 파킨슨 질환 동물모델에서 저선량 방사선 조사에 의한 항염증 기전 연구 - Immunohistochemistry 염색 결과: Control 군 대비 MPTP 군에서 염증인자인 GFAP가 유의미하게 증가하였고, MPTP 군과 비교하여 MPTP+LDIR 군에서는 GFAP가 통계적으로 유의하게 감소됨을 확인함 - Cytokine assay 결과: Control 군에 비해 MPTP 군에서 8개 사이토카인 인자 (CD54, lL-3, IL-4, IL-7, IL-10, IL-23, CCL5, TREM-1)가 상향 조절되었고, 이 중 2개 인자 (IL-3, CCL5)만 저선량 방사선에 의해 유의미하게 하향 조절된 것을 발견함 - ICAM-1(CD54) ELISA 분석 결과: ICAM-1 (Intercellular Adhesion Molecule-1) 파킨슨 질환에서 염증 지속성과 관련이 있고, 면역세포가 염증작용이 일어나는 곳으로 옮겨갈 때 중요한 역할을 한다고 알려져 있음. 본 연구진은 저선량 방사선이 ICAM-1 발현에 미치는 영향을 조사하기 위해 마우스 뇌 적출후 선조체영역에서 단백질을 추출하여 ELISA 분석을 통해 ICAM-1 정량 분석을 시행함. MPTP 군에서 ICAM-1 단백질 양이 유의미하게 증가되었고, 증가된 ICAM-1 단백질은 저선량 방사선에 의해 유의미 하게 감소됨을 확인함 - Microarray 분석 결과: 저선량 방사선의 항염증 효능을 조사하기 위해 마우스 뇌를 적출하여 흑질 영역에서 염증 관련 유전자 발현 패턴을 비교 분석함. Control 군과 MPTP 군의 비교에서 T cell, NF-Kb, Immune system, cytokine activity, Inflammatory response 관련 유전자 발현 패턴이 유의미하게 변화되었고, MPTP 군 비교 MPTP+LDIR 군에서는 cytokine activity, Inflammatory response, NF-Kb, Immune system 관련 유전자 발현 패턴이 유의미하게 변화된 것을 확인함 □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성) 1. 파킨슨 질환의 새로운 치료 전략 구축 - 파킨슨 질환에 대한 근본적인 치료방법이 없는 현실에서 중요한 치료방법으로 제시될 수 있음 2. 임상 적용을 위한 기초자료 활용 - 본 연구 결과를 바탕으로 파킨슨 질환의 저선량 방사선 치료 가능성을 기대할 수 있음 - 최대의 치료 효능을 위해 최적의 방사선량, 치료 시기 등을 탐색할 수 있음 - 파킨슨 질환에서 저선량 방사선 치료의 기전을 연구하는 기초자료로 활용할 수 있음 3. 저선량 방사선 치료의 적응증 확대 - 파킨슨 질환 외 신경염증질환인 multiple sclerosis, amyotrophic lateral sclerosis, schizophrenia 등에도 저선량 방사선 치료의 효능을 기대할 수 있음 (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 정연경
• 주관연구기관 : 한국원자력의학원
• 발행년도 : 20230300
• Keyword : 1. 파킨슨 질환;신경염증;저선량 방사선조사;MPTP로 유도된 파킨슨 질환 동물모델; 2. Parkinson’s disease;Neuroinflammation;Low dose ionizing radiation;MPTP-induced animal models of Parkinson‘s disease;

□ 연구의 목적 및 내용 본 과제에서는 PD-1/PD-L1를 포함하여 다양한 면역관문 표적 항체를 이용하여, 치료전후 종양의 TIME(tumor immune microenvironment)의 변화를 비침습적으로 또한 반복적으로 영상화하는 플랫폼 및 생화학적 바이오마커의 한계를 극복하는 영상바이오마커를 개발. □ 연구개발성과 < 정성적 성과 > ◼ TIME 변화 영상화 ◼ 세포독성항암제에 의한 TIME 변화 측정 - MEER/CD200 종양마우스모델, Alexa Fluor 680-anti mouse PD-L1, PD-1 imaging - I-125 anti-mouse PD-L1, PD-1 SPECT imaging ◼ 항체-킬레이터 합성 및 방사성동위원소 표지 - Zr-89 radiolabelling method. ◼ Atexolizumab- alex fluor 680/ I-125 영상법 개발 ◼ Nivolumab -Alex fluor 680/ I-125 영상법 개발 ◼ ssTR2탑재 카티세포 작성 ◼ ssTR2 ligand 영상법 개발 (Ga-68 DOTATOC PET 영상법) ◼ Ga-68 generator installation, Ga-68 DOTATOC synthesis automatic module Manufacture. □ 연구개발성과의 활용계획(기대효과) 1. 면역치료제와 최적의 병용요법의 효과를 치료시작 혹은 치료종료 전에 예측함으로써 암환자의 생존율을 향상시키는데 기여할 것으로 예측함. 2. CD-19를 표적으로 하는 카티치료제의 임상허가 등에 활용할 수 있음. 3. 종양면역환경을 영상화하는 형광영상법은 연구환경에 활용가능하고 핵의학영상법은 임상영상법 플랫폼으로 활용가능함. 4. 플랫폼 기술로 활용함으로써 개발되는 면역치료제의 성공가능성을 높이는데 기여할 것으로 예측함. 동반진단기술로 개발되어 산업화기술로 활용되고, 고용창출과 부가가치를 창출하는데 기여할 것으로 예측함. (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 김석기
• 주관연구기관 : 국립암센터
• 발행년도 : 20230200
• Keyword : 1. 비침습적 영상화;종양면역미세환경; 2. PD-1;PD-L1;non-invasive imaging;tumor immune microenvironment;VEGF;

□ 연구개발 목표 및 내용 ◼ 최종 목표 1. 인간 배아줄기세포를 활용한 primary GBM cell line 생성 2. primary GBM을 in vitro에서 연구할 수 있는 organoid model 생성 3. recurrent glioblastoma 의 standard therapy을 연구할 수 있는 model 생성 ◼ 전체 내용 GBM은 표준 치료에도 불구하고 90% 비율의 환자에게서 재발되고 있음. 그러나 재발에 대한 standard therapy는 아직 없으며, 재발한 GBM의 경우 항암제와 방사선에 저항성을 획득하게 되어 치료 효과를 보기 매우 어려움. 본 연구에서는 GBM의 완치를 위하여는 GBM의 재발을 억제하거나 또는 이미 재발한 GBM 세포의 사멸을 유도할 수 있는 전략을 수립하고자 하였음. 이를 위해 재발한 GBM 세포의 특성을 분자 수준에서 규명하여 유전적 발현 특성을 파악이 필요함. 재발성 교모세포종 오가노이드 모델을 통하여 GBM 완치를 위한 standard therapy을 확립하고자 함. □ 연구개발성과 - Triple mutant pluripotent stem cell (PSC) 제작 - WT PSC 와 triple mutant PSC을 이용하여 organoid 제작 및 표현형 검증 - 2D culture system을 통한 GBM like cell 들의 표현형 유지 검증 후 cell stock 생성 - GBM like cell 들에 temozolomide 처리 후 cell death 확인 □ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 1. Temozolomide resistant GBM like cell 들의 특징 분석 - 2D에서 자라난 GBM like cell 들에 temozolomide treat 이후 resistance을 가지는 cell 들의 특징을 알아 볼 수 있을것으로 기대됨. - Temozolomide 에 resistant을 가진 환자들에 대한 치료에 도움을 줄것으로 기대됨. 2. RNA sequencing을 통한 GBM like cell 들이 주변의 정상세포에 미치는 영향 분석 - Glioblastoma stem like cell 들이 주변세포에 미치는 영향을 WT organoid을 활용하여 알아보고자 함. - GBM organoid 와 WT organoid fusion 이후 WT organoid 의 RNA sequencing을 통해서 DEG 분석을 하고자 함. - WT 세포들에 미치는 영향을 분석하여 이를 억제한다면 GBM 의 재발도 억제할 수 있을 것이라고 생각함. (출처 : 요약문 4p)

• 연구책임자 : 한진주
• 주관연구기관 : 한국과학기술원
• 발행년도 : 20230100
• Keyword : 1. 교모세포종;인간만능줄기세포;뇌 오가노이드;크리스퍼 유전자 편집기술; 2. Glioblastoma;Human pluripotent stem cell;Brain organoid;CRISPR-Cas9 genome editing technique;

□ 연구개요 - Liquid metals (LMs) have been studied for the use as heat transfer fluids in nuclear energy systems such as liquid Na for sodium cooled fast reactors (SFRs) and energy storage systems. In addition to these traditional applications, LMs have been attracting large attention as advanced functional materials in various fields, such as flexible electronics, biomedical application, soft robot, catalyst, etc. - For these applications, the chemistry of LMs, such as reactivity and corrosion characteristics, is important. However, the comprehensive database and understanding of the LM chemistry are still not available. - In this project, we aimed to first develop computational methods to efficiently and accurately calculate the solution enthalpy and diffusion coefficients as important physio-chemical properties of LMs, and then to construct all-element database taking liquid Na as a test case. □ 연구 목표대비 연구결과 - < Task-1: Acquisition of first-principles calculation data > We obtained first-principles molecular dynamic (FPMD) calculation data for 96 elements (from H to Cm) in liquid Na for the use in Tasks-2, 3 and 4. - < Task-2: Construction of all-element database for chemical states of impurity > Excluding 2 elements which showed bad convergence in the first-principles calculations and are not important for liquid Na application in nuclear engineering (Sm-62 and Yb-70), we determined the charge state, atomic radius, coordination number, etc, of 94 elements as impurity atoms in liquid Na at 600 K and 1000 K. - < Task-3: Development of machine-learning potential models based on FPMD simulation results > We established an efficient and automated method to construct accurate machine-learning (ML) moment tensor potentials (MTPs) based on FPMD calculation results. Using the established method and the FPMD calculation data prepared in Task-1, we developed MTPs for 94 elements in liquid Na. - < Task-4: Calculation of solution enthalpy and diffusion coefficients by classical molecular dynamics (CMD) using MTPs > We established all-element database (= 94 elements) for solution enthalpies and diffusion coefficients of impurities in liquid Na at 600 K and 1000 K by CMD using MTPs constructed in Task-3. - < Task-5: Validation of calculation results > We compared the calculated solution enthalpies and diffusion coefficients with available experimental data, and confirmed good agreement with experiments for solution enthalpies, except for several elements whose experimental data are likely to be affected by oxide formation. For diffusivity, due to very low availability of experimental data, we only compared the calculation and experiment for self-diffusion coefficient of liquid Na, showing good agreement. - < Task-6: Derivation of correlation between fundamental impurity properties with solution enthalpy and diffusion coefficient > We analyzed the correlation between fundamental properties of impurities, such as electronegativity and atomic radius, with solution enthalpy and diffusion coefficient, and established model equations to describe all-element data of solution enthalpy and diffusion coefficient as functions of fundamental impurity properties. - < Task-7: Conclusion and identification of future research directions > As a future research direction, we proposed new liquid alloy discovery for nuclear energy systems applications by means of materials informatic approach using the computational methods established in this project. □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) - The constructed all-element database can be used as fundamental data to improve the safety on the use of liquid Na. For example, the database can be used to effectively design new materials/devices to mitigate the consequence of Na fire and to establish reliable and efficient safety regulation. - Through this project, we established an efficient computational framework to construct all-element database. This framework can be easily applied to other LMs, such as liquid Pb, and liquid Li, and can help design new LM alloys of low chemical reactivity as well as corrosion-resistant structural materials for the applications in nuclear energy systems, flexible electronics, soft robotics, etc. The methods can be also applied to molten salts for the R&D of molten salt reactors (MSRs). - The all-element database established in this study is a first-of-kind database in the world, and significantly advanced the chemistry of LM. (source : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : Takuji Oda
• 주관연구기관 : 서울대학교
• 발행년도 : 20230300
• Keyword : 1. 액체 금속;용해 엔탈피;확산 계수;불순물;원자론적 시뮬레이션; 2. liquid metal;solution enthalpy;diffusion coefficient;impurity;atomistic simulation;

□ 연구개요 자연계를 구성하는 물질은 강한 상호작용으로 인하여 결합되어 있는 형태로 존재하며 이를 하나의 커다란 이론적 틀에서 이해하는 것은 핵물리학 이론의 주요 연구 목표라 할 수 있다. 이는 전자기력과 약력 그리고 강한 상호작용을 통합하여 이해하려는 시도의 중요한 단계이며 이 목표를 달성하기 위해서는 강한 상호작용에 대한 많은 실험적/이론적 정보가 필요하고 또 여러 계에서 다양한 방법으로 강입자와 원자핵의 구조와 반응을 연구해야 한다. 우선 자유상태에서 각 강입자의 구조와 특성을 이해하는 것이 우선되어야 하며 이는 핵물질 연구를 위한 기본적인 정보를 제공한다. 또한 실제 원자핵 혹은 핵물질 안에서의 입자의 성질과 구조가 자유상태에서의 성질 및 구조와는 달라서 핵력에 대한 올바른 이해를 위해서는 핵물질 안에서 입자의 성질이 변화하는 현상을 고려해야 한다. 이런 연구를 통하여 중성자별과 같은 거시적 계의 구조와 성질 연구에 필요한 정보를 알 수 있다. 본 연구에서는 이를 위하여 강입자 하나로부터 핵자로 이루어진 계 그리고 중성자별까지 포함한 다양한 계에서 강한 상호작용의 변화에 관한 폭넓은 이론 연구를 수행 하여 하나의 통일된 이론을 정립하기 위한 노력에 기여하고자 한다. □ 연구 목표대비 연구결과 본 연구과제를 통하여 모두 세 분야의 연구를 진행하였다. (i) 핵자 구조 연구와 관련하여 (1+1) 차원에서의 toy model 계산을 수행하여 핵자 구조 함수가 정의 가능한 영역을 연구하였고 차세대 시설에서 수행할 수 있는 연구과제를 제시하였다. (ii) 강입자의 구조와 반응에서는 기묘도가 –2 또는 –3인 중입자의 붕괴를 쿼크 모형에서 상대론적인 보정을 고려하여 계산하였으며, 중간자의 성질을 더욱 자세히 연구하기 위해 상대론적인 모형인 light-front 쿼크 모형을 이용하여 계산하였다. (iii) 마지막으로 원자핵의 구조와 반응에 관해서는 최근 많은 관심을 끌고 있는 기계 학습을 무거운 원자핵의 알파 붕괴에 작용하여 만족할 만한 결과를 얻었으며, 별의 에너지원인 열핵반응에 기존의 R-matrix 모형보다 진일보한 이론 도구인 유효장이론을 처음으로 적용하여 유효장이론이 이 분야의 연구에 적용될 수 있음을 입증하였다. 이렇게 원래 목표하였던 연구를 수행하였다. □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성) 본 연구의 수행을 통하여 다양한 시스템에서 여러 경우에 대하여 강한 핵력의 변화와 입자 및 핵의 구조에 관한 정보를 제공하고자 하였다. 또한 현재 우리나라를 포함한 선진 제국의 세계적인 가속기 연구소에서 실험연구로 계획 중인 연구 주제의 선행 연구가 되어 이들 실험에 대한 이론적 배경과 당위성 그리고 그 실험 결과에 대한 이론적 예측을 제공하고자 하였다. 이와 함께 중요한 물리적 가정 혹은 구조에 민감한 물리량을 찾아 그에 대한 이론적 예측을 제공하여 실험연구와 분석을 선도하는 효과를 기대하며 이 분야에 관한 연구성과를 생산하였다. 이런 연구를 위해서는 국제 협동연구가 필수적이므로 정기적으로 소규모의 집중적인 학술 행사를 매년 개최하여 차세대 연구 인력인 대학원 학생들에게 세계적인 석학과 교류할 기회를 제공하였다. 본 연구를 통하여 핵자의 구조에서 중성자별의 중요한 에너지원인 열핵반응에 이르기까지 다양한 형태의 강한 상호작용을 연구하였으며, 이는 후속 연구로 이어질 것이다. (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 오용석
• 주관연구기관 : 경북대학교
• 발행년도 : 20230300
• Keyword : 1. 강입자구조와 핵구조;강입자반응과 핵반응;원자핵의 붕괴 반응;중성자별과 핵물질;QCD 유효이론; 2. Hadron structure and nuclear structure;Hadron reactions and nuclear reactions;Nuclear decays;Neutron star and nuclear matter;Effective theories of QCD;

연구개요 본 연구에서는 핵포화밀도를 기준으로 이 보다 낮은 밀도에서부터 훨씬 높은 밀도에 이르는 폭 넓은 밀도 영역에 대해 핵대칭에너지를 정확하게 결정하는 방법을 모색한다. 이같은 탐색으로부터 정한 방법을 통해 핵대칭에너지의 밀도에 대한 변화가 가지는 불확실성의 범위를 제시한다. 새롭게 결정한 핵대칭에너지를 다양한 현상에 적용하여 앞서 결정된 핵대칭에너지의 적합성을 검증하고 이로부터 불확실성의 추가 제한 가능성을 모색한다. 연구 목표대비 연구결과 · 핵대칭에너지의 불확실 범위 결정 1. Korea-IBS-Daegu-SKKU (KIDS) 밀도범함수이론을 이용하여 핵대칭에너지의 밀도에 대한 변화를 결정하는 J, L, Ksym 등의 상수 범위 결정 2. 기존의 문헌에서 제시되는 J, L, Ksym의 범위는 30-35 MeV, 40-76 MeV, -760 ~ -170 MeV였으나 KIDS에 원자핵 데이터와 중성자별 관측 자료를 이용하여 결정한 범위는 J=30.0-31.5 MeV, L=44-55 MeV, Ksym=-130 ~ -50 MeV로서 기존의 불확실성을 대폭 줄이는 성과를 얻음. · 핵자의 핵물질 내 유효질량과 핵대칭에너지의 불확실성이 다양한 현상에 미치는 영향에 대한 조사 1. 중성자별과 J, L, Ksym의 상관 관계를 조사하여 중성자별의 정밀 관측이 핵대칭 에너지의 불확실성 축소에 미치는 영향에 대한 체계적인 이해 수립 2. 양성자 방울선에서 중성자 방울선에 이르는 원자핵의 주요 특성 (결합 에너지, 반경, 변형도 등)을 계산하여 중성자 초과잉 핵의 변형도, 중성자 방울선의 위치 등이 핵대칭에너지의 J, L, Ksym 값에 따라 뚜렷하게 달라지는 결과를 얻음. 3. KIDS 모형을 기반으로 하여 람다 하이퍼론의 핵물질 내 상호작용을 결정하고 핵대칭에너지가 상호작용의 형태에 미치는 영향을 분석 4. 경입자-원자핵 준탄성산란 문제에 KIDS 모형을 적용하여 핵자의 유효질량과 핵대칭에너지가 산란단면적에 미치는 영향을 연구: 유효질량의 값에 따라 산란단면적이 현저한 차이가 나타남을 보였고 전자 산란, 중성미자 산란 모두에서 자유 상태 핵자의 질량과 유사한 유효질량일 때 실험과 잘 일치함을 보임 5. KIDS 모형을 이용하여 중성자별 내부에서 중성미자와 핵자의 산란단면적과 평균 자유거리(mean free path)를 계산하여 핵자의 유효질량과 핵대칭에너지의 효과를 연구함. 유효질량, 핵대칭에너지의 밀도 의존성 모두 평균자유거리에 매우 중요한 역할을 하는 결과를 얻었으며 이 결과는 중성자별의 냉각 속도, 초신성 폭발에서 중성미자의 역할을 다시 조사해야 할 필요성을 제기함. 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성) · KIDS 모형을 이용한 국내 독자 개발 질량 모형 구축 · 중성자 과잉핵의 특성 측정과 핵반응 실험에 적용: 중이온가속기 RAON을 활용하는 연구 주제 발굴 · 기묘도를 포함하는 SU(3) flavor 공간에 대한 이론적 체계 구축: J-PARC 등의 시설에서 계획하는 hypernuclear physics experiment에 신속하게 대응 · 중성미자-원자핵 결맞음 탄성산란 (coherent elastic neutrion-nucleus scattering)의 이론적 접근: 국내에서 추진 중인 NEON 실험에 활용 · 유효질량, 핵대칭에너지의 불확실성이 초신성 폭발에 미치는 영향을 면밀하게 고찰하는 문제에 적용 (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 현창호
• 주관연구기관 : 대구대학교
• 발행년도 : 20230300
• Keyword : 1. 핵대칭에너지;밀도범함수 이론;중성자 과잉 희귀 동위원소;중이온 충돌; 2. Nuclear symmetry energy;Energy density functional theory;Neutron-rich rare isotope;Heavy ion collsion;

Ⅳ. 연구개발결과 1) 분석대상 사업의 운영에 관한 정책·제도적 지원현황 파악 및 적절성 검토 2) 과학·기술적 성과와 사회·경제적 파급효과 측면을 고려한 사업 효율성 및 효과성 진단 3) 사업별 5개 내외의 대표성과 발굴을 통한 사업 성공요인 및 시사점 등 도출 4) 종합적 관점에서의 분석 최종 정리 및 사업개선을 위한 제언 (출처 : 요약문 4p)

• 연구책임자 : 전은주
• 주관연구기관 : 한국원자력연구원
• 발행년도 : 20230400
• Keyword : 1. 원자력연구개발사업;성과분석;효율성;효과성;원자로;대표성과; 2. Nuclear R&D Program;Performance Analysis;Efficiency;Effectiveness;Nuclear Reactor;Signature Achievement;

□ 연구개요 본 연구는 신경 상해를 인지하고 재생프로그램을 활성화하여 기능회복을 이루는 감각신경을 모델로 이용하여, 신경 손상 이후 전사된 RNA들이 핵 밖으로 빠져나오는 과정(RNA nuclear export)의 제어 원리를 이해하고, 조절인자를 동정하여 제어 방식을 규명하는 것을 목표로 한다. 이를 바탕으로 신경재생을 촉진시킬 수 있는 새로운 방식의 응용 원리를 제안하고, 나아가 신경퇴행억제 방법에의 응용성을 제시하고자 함. □ 연구 목표대비 연구결과 1년차: 신경 손상 여부에 의존적으로 nuclear export되는 대상 RNA 목록 특정. ▶In vitro/in vivo 신경손상 실험 모델을 이용용하여, 손상 전후간의 발현 변화를 보이는 전사체 정보를 확보하고, 이때 RNA-nuclear export 과정의 핵심 제어인자인 NonO결손 생쥐를 이용하여, 비교전사체 정보를 확보하고 후보 유전자 목록을 확보하였음. NonO-dependent DEG 리스트를 확보함과 동시에, WT/NonO-KO mouse brain extract를 이용하여, NonO IP-seq을 수행하여 direct RNA sequencing이 가능한 Nanopore-seq을 통해 수행-동정하였음 (100%달성). 2년차: 손상 반응성 RNA nuclear export 과정에 작용하는 핵심 조절인자 동정. ▶Ribosomal protein을 암호화하고 있는 Rpl/Rps 유전자 family가 손상반응성 RNA nuclear export 조절 대상임을 입증함. 손상 반응성 국소적단백질 합성의 원리를 파악하기 위한 근거를 확보하였으며, axon손상 이후 axon에 해당 유전자의 mRNA 및 단백질의 양적 증가를 확인하였음. 또한, 핵이탈과정의 후성유전학적 조절기작의 원리를 규명하였음 (100%달성). 3년차: 신경 반응성 RNA nuclear export 과정 조절 일반 원리 규명/모델 제시. ▶신경재생반응의 필수 조절기작인 axonal protein synthesis의 조절 기작 원리가 NonO에 의해 조절됨을 확인하였으며, 상위 조절인자인 E3 ubiquitin ligase인 Rnf8의 작용 원리를 파악하였음. NonO knockout mouse를 이용하여 in vivo axon regeneration assay를 수행한 결과, NonO의 결손은 개체 수준에서 신경의 재생 능력을 향상시킴을 확인함 (100%달성). 4년차: 조절원리 및 조절인자를 이용한 신경 재생촉진/퇴행억제 응용모델 구축. ▶NonO의 작용 과정을 조절하는 AAV벡터를 개발하여, 손상반응성 전사체 핵이탈 과정의 조절이 재생 능력의 직접적인 조절로 이어질 수 있음을 증명하였으며, axonal protein synthesis 과정을 증폭시킬 수 있음을 규명하였음. 이를 통해 재생 능력 증폭 및 퇴행 억제 모델을 구축하여, 신경재생촉진 및 퇴행 억제를 조절할 수 있는 새로운 원리를 밝혔음 (100%달성). □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성) 신경의 재생 조절 및 퇴행 진행 과정에서 중요 조절 단계의 하나인 RNA nuclear export의 손상반응성 조절 원리의 규명을 통해, 유전자의 양적 발현 조절을 넘어 핵-세포질간 위치 변화의 제어 과정이 있음을 발견하였고, 이 과정이 신경의 재생프로그램 조절의 핵심 기작으로 작용하고 있음을 규명하였으며, 해당 과정을 제어하는 인자들을 동정하였음. 나아가 이 인자들의 기능을 제어하는 방법을 제시하였으며, 이 과정을 통해 신경재생 및 퇴행 과정이 직접 조절될 수 있음을 규명하였음. 이를 통해, 신경 재생을 촉진시키거나 퇴행을 억제하기 위한 기존의 접근 방법과 전혀 다른 기작이 존재함을 제시하였고, 이 과정에 직접 개입할 수 있는 방법을 이용하여 재생 촉진 및 퇴행 억제가 가능함을 제시하였음. 이 결과를 바탕으로, 향후 신경 재생 및 퇴행 연구에서, 실제적인 응용 방법을 탐색하고 치료제로서의 개발을 가능케할 중요 지식을 확보하였고 이를 응용하여 개발 과정에 이용할 계획임. (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 조용철
• 주관연구기관 : 대구경북과학기술원
• 발행년도 : 20230300
• Keyword : 1. 신경재생;신경퇴행;핵이탈;전사체; 2. regeneration;degeneration;nuclear export;transcriptome;NonO;