연구개발 목표 및 내용 최종 목표 ○ 전 세계적으로 연간 700만 명을 조기 사망에 이르게 하는 미세먼지는 분석 및 저감 방안 정립이 시급한 상태로서, 물질 분석 및 개질에 효과적인 방사선기술을 이용하여 - 미세먼지 오염원을 중성자 방사화 분석 기술로 정확하게 평가하고, - 전자선으로 미세먼지 원인물질을 저감시키는 기술의 개발 전체 내용 [1세부] 1. 전자선 기반 미세먼지 저감 요소기술 개발 2. 전자선 기반 미세먼지 응축 전환 기술 개발 3. 전자선 기반 미세먼지 저감 시스템 개발 및 현장 적용성 평가 [2세부] 1. 미세먼지 성분 분석 정밀도 향상 2. 국내 대도시 미세먼지 모니터링 연구 3. 방사선 정보를 이용한 시간별 대기 미세먼지 영향 모델링 1단계 목표 [1세부] ○ 1차년도: 전자선 기반 질소/황산화물 처리기술 타당성 확보 ○ 2차년도: 전자선 기반 2차생성 미세먼지 응축전환 기술 개발 [2세부] ○ 1차년도 : 서울, 대전 측정소 구축 ○ 2차년도(단계) : 포집 기술 개발 및 분석 기술 정립 내용 [1세부] ○ 1차년도: 전자선 기반 질소/황산화물 처리기술 타당성 확보 - 질소/황산화물 분석 시스템 구축 - 전자선 기반 질소/황산화물 처리 시스템 요소기술 개발 - 첨가제 종류에 따른 질소/황산화물 제어특성 연구 ○ 2차년도: 전자선 기반 2차생성 미세먼지 응축전환 기술 개발 - 응축성 미세먼지 분석 시스템 구축 - 전자선 기반 응축성 미세먼지 전환 시스템 설계 및 구축(Bench scale) - 전자선 기반 응축성 미세먼지 전환 요소기술 개발 - 전자선 기반 응축성 미세먼지 전환 메커니즘 규명 [2세부] ○ 1차년도 : 서울, 대전 측정소 구축 - 방사화 분석을 통한 환경시료 분석 및 평가 - 미세먼지 측정소 설계 및 구축 - 대기 환경 샘플 확보 - 미세먼지 모니터링을 위한 방사선 정보 수집 및 분석 ○ 2차년도(단계) : 포집 기술 개발 및 분석 기술 정립 - 미세먼지 매트릭스 확립 및 방사화 분석 정밀도 측정 - 측정소 운영을 통한 미세먼지 포집 및 분석 - 오염원별 미세먼지 샘플 확보 및 분석 - 대기 방사선정보와 미세먼지의 상관관계 분석 2단계 목표 [1세부] ○ 3차년도: 전자선 기반 미세먼지 제어 시스템 개발 ○ 4차년도: 전자선 기반 미세먼지 저감 시스템 최적화 ○ 5차년도: 전자선 기반 미세먼지 저감기술 현장 적용성 연구 [2세부] ○ 3차년도: 미세먼지 내 방사성 물질 이용 추적 기술 개발 ○ 4차년도: 중국발 미세먼지 오염원 추적 ○ 5차년도: 환경부 교차 분석 완료, 중국발 미세먼지 평가 내용 [1세부] ○ 3차년도: 전자선 기반 미세먼지 제어 시스템 개발 - 응축성 미세먼지 저감효율 개선 - 응축성 미세먼지 집진기술 최적화 - Semi pilot-scale 미세먼지 저감 시스템 구축 - 전환 응축성 미세먼지 입자특성 규명 연구 ○ 4차년도: 전자선 기반 미세먼지 저감 시스템 최적화 - 다양한 운전인자에 따른 미세먼지 처리효율 데이터 확보 및 주요 인자 도출 - Pilot scale 질소/황산화물 발생 시스템 구축 및 전자선 반응기 설계 - 현장처리용 시작품 제작 및 최적 전자선 운전변수 확보 ○ 5차년도: 전자선 기반 미세먼지 저감기술 현장 적용성 연구 - 전자선 기반 미세먼지 저감 시스템 기술 타당성 및 경제성 평가 - 시스템 운전 최적화 및 성능 고도화를 통한 현장 적용성 평가 - 장기운전을 통한 시스템 신뢰성 및 데이터 베이스 확보 - 전자선 기반 미세먼지 저감용 전처리 필터 개발 및 현장 실증 평가 [2세부] ○ 3차년도: 미세먼지 내 방사성 물질 이용 추적 기술 개발 - 타 분석 기법 간 정밀도 평가 및 검출하한 향상 - 기상 조건 별 미세먼지 성분 분석 - 미세먼지 내 방사성 핵종 분석 - 대기상태에 따른 방사선량 기반 미세먼지 영향 모델링 ○ 4차년도: 중국발 미세먼지 오염원 추적 - 방사성 핵종 기반 오염원 평가 방법 개발 - 방사선 정보를 이용한 계절별 대기 미세먼지 영향 모델링 ○ 5차년도: 환경부 교차 분석 완료, 중국발 미세먼지 평가 - 제주도 미세먼지 동향 분석 - 제주도 미세먼지 시료 내 단반감기 핵종 분석 - 원자력 연구원 내 XRF 와 iNAA 시료 분석 비교 - 국립환경원 시료 비교 분석 연구개발성과 ○ 전체 연구개발기간 목표: 국내외 논문 게재 22건/학술 발표 30건/특허 출원 10건/특허 등록 6건/기술이전 1건/기술인증 1건/인력양성 7명 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 (1) 과학·기술적 측면 ○ 방사능을 미세먼지 분석의 새로운 마커로서 활용하여 새로운 데이터 산출 ○ 지속적인 연구 및 이종기술 융합을 통한 온실가스 배출 저감 및 온실가스 배출권 거래 우위 선점 (2) 경제·산업적 측면 ○ 기존 방사능 측정 시설을 미세먼지 측정소로 활용 가능케 하는 기술로 실시간 미세먼지 측정소 170개소 및 미세먼지 성분 분석 측정소 15개소 확장 효과 ※ 성분 분석 측정소 구축비용만 약 150 억원 이상 절감 ○ 기존 탈질(SCR) 및 탈황(FGD) 설비 대비 초기 시설투자비 40% 및 운전관리비 40% 절감 예상 ○ 중국 및 신흥경제국가의 방사선융합기술 시장 선점 ○ 기존 탈질설비의 SCR 촉매 등의 수입대체 효과 (3) 사회적 측면 ○ 미세먼지를 비롯한 대기오염물질 처리 신기술 개발을 통한 대국민의 건강 증진 기여 및 안전문제 해결 ○ 미세먼지와 방사능의 상관관계를 바탕으로 미세먼지 분류 정보를 실시간으로 국민들에게 제공하여 과도한 불안감 해소 유도 (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 김태훈
• 주관연구기관 : 한국원자력연구원
• 발행년도 : 20230200
• Keyword : 1. 미세먼지;방사화 분석;미세먼지 오염원;전자선;질소산화물; 2. particulate matter;activation analysis;PM emission source;electron beam;Nitrogen oxides;

□ 연구의 목적 및 내용 ○ 연세대학교 암센터의 중입자 가속기 치료 시설 가동(2023) 및 서울대학교 기장암센터에 중입자 가속기 치료 시설 설치 및 가동 예정(2025) ○ 중입자 가속기 기술과 입자 검출기 기술이 발달한 유럽입자물리학연구소 및 이를 활용하는 스위스/유럽 병원들과 국내 관련 연구기관의 공동 연구안 도출 □ 연구개발성과 ○ 유럽입자물리학연구소(CERN)의 특수방사선검출기 연구실 방문, 전반적인 검출기 개발 연구 현황 파악 ○ 입자 치료시 TOF-PET를 사용하여 치료 장비가 보다 정확히 암을 파괴하고 정상세포에 미치는 영향이 최소가 되도록 하는 연구가 스위스의 대학, 연구소, 기업, 병원에서 활발히 진행되고 있음을 확인, 전문가들의 자문 자료 확보 ○ 스위스의 기업 TERAPET과 가속기 빔을 사용한 암 치료시 실시간으로 빔 도달 위치를 측정하는 장치 개발을 위한 한-스위스 공동연구 추진 (분당서울대학교 병원, 연세대학교 암센터) □ 연구개발성과의 활용계획(기대효과) ○ 국내 중입자 치료 관련 의료 인력들과 스위스 및 유럽의 중입자 암센터 연구 인력의 교류 추진 ○ 가속기 빔을 이용한 방사선 치료 시 “실시간 모니터링 체계 기술”을 중입자 치료에 적용하여 치료 검증의 효율 증대 및 안전성 향상에 기여 ○ 국내 중입자 치료의 안전성과 신뢰성 확보를 통한 고부가가치 해외 환자유치 증대 ○ 중입자 치료를 위한 실시간 모니터링 체계 구축을 통하여 잠재적인 국민의료 비용 지출 감소 ○ 세계적으로 아직 초기 연구 단계에 머물러 있는 중입자 치료 실시간 모니터링 기반 기술을 확보하여 제품화, 해외시장 진출 ○ 방사선 치료에 대한 부정적 인식의 해소, 국민 건강 증진 (출처 : 국문 요약문 7p)

• 연구책임자 : 김도원
• 주관연구기관 : 서울대학교
• 발행년도 : 20230600
• Keyword : 1. 중입자치료;입자가속기;입자검출기;방사선;브래그 피크; 2. Hadrontherapy;particle accelerator;particle detector;radiation;Bragg Peak;

본 연구는 유인 우주기지건설 핵심기술 협력개발을 목표로 3개년 동안 수행되는 연구 중 1차년도에 해당. 1차년도에 건축본은 기지 컨셉 및 로드맵 구축용 기술분류체계(안)을 도출, 매리본에서는 시작품 제작을 통해 현지자원활용형 탑재형 소결장치, 재료공급장치와 로봇팔 시공시스템 및 시공법을 개발하고 이를 활용하여 소결체를 생성, 건축에너지소에서는 거주환경 구현을 위한 다층쉘 시스템 구조안을 설계하고 시뮬레이션과 실험적 검증을 완료하였고, 설비 시스템 설계안 도출을 위해 극한온도편차 활툥 에너지 하베스팅 시스템과 설비시스템 설계안을 도출하였다. (출처 : 서지자료 394p)

• 연구책임자 : 정준수
• 주관연구기관 : 한국건설기술연구원
• 발행년도 : 20231200
• Keyword : 유인;우주기지건설;핵심기술;협력개발;로드맵;조감도;방호막 시공;다층쉘;에너지 하베스팅 시스템;설비시스템;

1. 연구개발과제의 개요 1) 연구개발의 목적 □ 최종 연구개발 목표 ◦ 원전의 안전성 향상을 위한 중대사고 기기생존성(ES1)) 평가 기술 개발 ◦ 중대사고 기기생존성 평가 설비 구축 ◦ 중대사고 기기생존성 평가 체계를 통한 원전 규제 대응 및 산업계 수탁과제 수행 □ 당해 연구개발 목표 ◦ 중대사고 기기생존성 관련 규제요건 분석 ▹ 사고관리계획서 유관기관 협업체계 구축 ▹ 중대사고 기기생존성 평가 관련 규제 및 환경조건 연구 ◦ 중대사고 환경 모사 시험설비 개선 및 운용 ▹ 중대사고 기기생존성 시험설비 개선 및 운용기술 개발 ▹ 중대사고 기기생존성 실증시험 수행 ◦ 기기생존성 평가 기술 및 중대사고용 방화랩(Fire Wrap) 설계기술 개발 ▹ 중대사고 기기생존성 종합영향평가 수행 ▹ 중대사고 대처설비 생존성 향상기술 개발 ▹ 중대사고 환경에서의 상승효과를 고려한 비금속소재 열화평가 기술 개발 (출처 : 본문 1. 연구개발과제의 개요 3p)

• 연구책임자 : 김대환
• 주관연구기관 : 한국기계연구원
• 발행년도 : 20231100
• Keyword : 1. 중대사고;기기생존성;생존성향상;실증시험;안전등급기기; 2. Severe Accident;Equipment Survivability;Survivability Improvement;Type Test;Safety Related Equipment;

□ 연구개발 목표 및 내용 ○ 최종 목표 이번 과제는 도파관(waveguide)에서 발생하는 시간조화 조건을 만족하는 전자기파의 산란과 전파를 수치적으로 계산하기 위한 영영분할법에 대한 해석적 연구를 목표로 하고 있다. 전자기파에 대한 복사조건(radiation condition)을 대체할 수 있는 PML과 CRBC와 같은 고차의 흡수경계조건를 연구하는 것과 더불어 고차의 흡수경계조건을 transmission condition으로 활용한 double sweep Schwarz method를 Maxwell 방정식에 적용하고, 이 알고리즘의 안정성과 근사해의 수렴성에 대한 연구를 진행하고, 이론을 입증할 수 있는 유한요소법을 활용한 수치적 예를 보여준다. ○ 전체 내용 이번 연구 과제에서는 도파관에서 발생하는 시간조화 조건의 전자기파의 전파와 산란을 수치적으로 계산하기 위한 영영분할법에 대해 연구하였다. Helmholtz 방정식에 대해서 연구된 DtN, PML, 그리고 CRBC 등의 다양한 형태의 흡수경계조건을 연구를 바탕으로 도판관에서의 전자기파에 대한 복사조건과 그 복사조건을을 대체할 수 있는 고차의 흡수경계조건을 연구하였다. Helmholtz 방정식에 잘 적용되어 온 PML과 CRBC를 발전시켜 극분해된 Maxwell 방정식에 맞는 흡수경계조건을 정의하고, well-posedness와 유한요소법의 오차 분석에 대해서 연구를 진행하였다. 또한 흡수경계조건을 활용하여 극분해된 Maxwell 방정식을 위한 double sweep Schwarz method를 연구, 개발하였다. 전체의 계산영역을 도파관의 축에 수직이 되면서 겹치지 않는 작은 부분영역으로 나누고, 영역과 영역사이에서 고차의 흡수경계조건을 활용하여 고정밀의 데이터가 교환될 수 있도록 하는 알고리즘을 개발하고, 이 근사적 알고리즘에 대한 해의 존재성과 안정성, 그리고 근사해의 수렴성에 대해서 연구하였다. □ 연구개발성과 1.극분해된 Maxwell 방정식에 대한 PML, CRBC 흡수경계조건의 개발과 수렴성과 안정성에 대한 분석 2.1차원으로 전개된 주기적 매질에서의 극분해된 Maxwell 방정식의 PML과 CRBC조건을 결합한 이질적 흡수경계조건의 개발 3.도파관에서의 다중산란을 위한 DtN 흡수경계조건 개발 4.극분해된 Maxwell 방정식을 위한 double sweep Schwarz 방법론 개발 및 수렴성 연구 □ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 이번 연구는 3차원 공간의 도파관에서 발생하는 전자기파의 산란과 전파를 효율적으로 계산할 수 있는 수치적 알고리즘의 개발과 수학적인 안정성과 수렴성을 증명하는데 있다. 이번 연구 결과는 전자기파에 대한 흡수경계조건을 심도 있게 이해할 수 있는 새로운 결과를 제공할 것이기에 다양한 형태의 파동의 전파와 산란을 연구하는데 있어서 그 기대효과가 클 것으로 보인다. 또한 이번 연구 과제를 통해 얻은 전자기장에 대한 흡수경계조건의 결과들을 지속적으로 발전시킨다면 응용력이 큰 지진파와 같은 벡터 탄성파를 다룰 수 있는 이론으로 확장 가능할 것이다. 이는 물리학, 지질학, 해양학, 전자기학, 음향학 및 의료공학 등 자연과학과 공학의 많은 분야에서 폭넓게 활용될 수 있어 다른 응용분야로 확대될 수 있는 연구의 기초로 활용될 것이다. (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 김승일
• 주관연구기관 : 경희대학교
• 발행년도 : 20231200
• Keyword : 1. 맥스웰 방정식;흡수경계조건;복사조건;영역분할법;유한요소법; 2. Maxwell equation;absorbing boundary condition;radiation condition;domain decomposition method;finite element method;

□ 연구개요 방사선 내성을 보이는 폐암 세포와 폐암 조직에서 방사선 민감 증진을 위한 mitotic catastrophe을 통한 세포사멸에 관련된 새로운 유전자인 PMVK의 기능 및 기전을 규명하고, 더 나아가 in vivo 방사선 치료 효능을 평가함으로써 방사선 항암 치료의 새 지표를 마련하고자함. □ 연구 목표대비 연구결과 < 1차년도 > • Mitotic Catastrophe (MC)을 통한 방사선 민감도 증진 유전자 PMVK 검증 : 폐암 세포주에서 siPMVK에 의해 MC을 통한 방사선 민감 증진 확인 : siPMVK에 의한 차별적인 세포사멸 신호전달 확인 • siPMVK에 의한 DNA damage-repair pathway 관련 확인 : HR DNA repair pathway 조절 기전 연관 : ATR/ATM checkpoint pathway 조절 기전 연관 < 2차년도 > • siPMVK에 의한 mitosis 조절인자 관련 확인 : siRNA보다 안정적으로 응용된 plasmid 형태의 shRNA의 gene knock-down 시스템 구축 : 세포내 DNA content (세포주기) 변화에 미치는 효과 확인 : siPMVK가 centromeric heterochromatin, kinetochore 단백질들에 미치는 영향 분석 : siPMVK에 의한 염색체, 핵막 변화 분석 < 3차년도 > • siRNA 전달체 제작 및 확보 : Liposome-siRNA 전달체 확보 • in vivo 효능평가 : 폐암, 췌장암 CDX 모델에서 방사선 민감도 증진효능 확인 : A549 mouse 모델에서 siRNA 전달체을 이용해 방사선 민감도 증진효능 확인 : MiaPaCa-2 mouse model에서 Lip-siRNA 이용해 방사선 민감도 증진효능 확인 □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) • 새로운 항암 타겟으로써의 PMVK 유전자의 가치 조명 • siPMVK에 의한 DNA damage pathway와 mitosis control 조절 기전 분석 결과는 새로운 생화학적 기반 지식 제시 • siPMVK 적용시 방사선 뿐 만 아니라 다른 항암제 (anti-mitotic agent, DNA damage agent)와 병합 처리시 sensitize 할 수 있는지, 특히 각종 anti-apoptotic protein이 과발현된 암세포에서 다양한 항암제 내성을 극복 할 수 있는지에 대한 연구도 시행 가능함. • PMVK의 암 마커, 타겟 및 방사선 민감도 증진 또는 저항성 기전에 관한 새로운 학문 분야 창출 • siRNA library screening을 통해 발굴된 방사선 민감도 증진 siRNA를 리포좀을 이용하여 in vivo 암 조직으로 송달시킴으로써 세포 기반 효과를 직접적으로 in vivo 방사선 치료 효과로 연계가 가능할 것으로 판단됨 • siPMVK에 의한 mitotic catastrophe을 통한 세포사멸에 관여 하는 새로운 기전을 규명하여 apoptosis 내성을 극복할 수 있는 방안을 제시함으로써 방사선 민감 증진 치료시 새로운 modality를 제공함. • 방사선 항암요법 민감도 결정 유전자들을 방사선 치료방법이나 기존의 항암제 투여법 등의 항암요법과 병행하여 최상의 치료효과를 얻을 수 있는 새로운 복합 치료 방법을 개발로 연계됨. (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 박석순
• 주관연구기관 : 서울아산병원
• 발행년도 : 20230300
• Keyword : 1. 방사선 민감제;짧은 간섭 RNA;유사분열 파국;포스포메발로네이트 키나아제;짧은 간섭 RNA 전달체; 2. radiosensitizer;siRNA;mitotic catastrophe;phosphomeval onate kinase;siRNA delivery system;

□ 연구개요 뼈스캔은 임상에서 자주 시행하는 영상으로, 뼈전이가 의심되는 암 환자, 골종양 환자, 외상 병력이 있는 환자 등의 평가에 매우 유용한 검사이나, 뼈스캔 촬영을 위해서는 방사성의약품 주사 후 약 4 시간의 대기시간이 소요되어 환자가 겪는 불편함이 큼. 이 연구에서는 딥러닝 알고리즘을 뼈스캔에 활용하여 저화질의 초기영상을 고화질로 개선시키는 기술을 개발함. 따라서 영상의 질을 유지하면서 뼈스캔 소요시간을 단축시켜 뼈스캔 워크플로우를 개선함. □ 연구 목표대비 연구결과 1) 뼈스캔 리지스트리 구축 - 2019년 9월부터 2022년 7월까지 본원에서 시행한 총 25,662 건의 뼈스캔을 수집함. - 뼈스캔 영상 질을 평가할 수 있는 간단한 파라미터인 femur-to-thigh ratio를 빅데이터에서 수집하고, 평균, 표준편차 등을 분석함. - 뼈스캔 자료에서 주사 후 대기시간, 환자의 성별, 연령, 진단명, 외상력 등을 수집함. - 이러한 데이터는 향후 뼈스캔 활용 연구에 기본 자료로 사용할 수 있음. 2) 인공지능을 이용한 뼈스캔 화질 개선 기술 개발 - 뼈스캔에서 화질 개선을 위한 인공지능 연구는 현재까지 보고가 없음. - 초기 영상과 지연 영상의 방사성동위원소 분포 차이를 모델링하기 위해 적대적 생성 신경망(Generative Adversarial Network, GAN)을 사용함. - 여러 적대적 생성 신경망의 종류 중 최근 발표된 연구인 Contrastive learning Unpaired Translation (CUT)을 이용하여 초기 뼈스캔 영상에서 새롭게 생성된 뼈스캔 영상을 얻었음. - 생성된 뼈스캔 영상은 임상에서 사용할 수 있을 정도의 영상 질을 보여줌. □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) - 뼈스캔에서 실제 초기영상을 얻어 영상의 질을 개선하는 딥러닝 연구는 현재까지 국내외에서 보고된 바가 없으므로 주요 상위 저널에 논문을 발표할 예정임. - 실제 임상에서 사용된다면 뼈스캔 대기 시간 단축으로 환자 만족도가 향상됨. - 핵의학과 감마카메라 회전율을 높여 뼈스캔 검사 건수를 증가시킬 수 있으며, 응급 검사 및 추가 검사를 진행할 수 있음. - 딥러닝으로 뼈스캔 영상 질이 개선되므로 환자에게 투여하는 방사성의약품의 용량을 줄일 수 있으므로 환자의 방사선 피폭량을 감소시키는 효과가 있음. - 다양한 핵의학 감마카메라 영상에 적용해볼 수 있음. (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 이수진
• 주관연구기관 : 아주대학교
• 발행년도 : 20230300
• Keyword : 1. 핵의학;뼈스캔;인공지능;딥러닝;화질; 2. Nuclear medicine;bone scan;artificial intelligence;deep learning;image resolution;

□ 연구개발 목표 및 내용 ◼ 최종 목표 반응도삽입사고 핵연료거동 모사 실험 장치 개발 및 이를 활용한 고연소도 피복관 규제지원 방안 연구 ○ 반응도삽입사고 핵연료거동 모사 장치 설계 및 구축 ○ 피복관 변형 실험 및 핵연료 해석 코드를 이용한 피복관 특성 변화 분석 ○ 구축된 장치를 활용한 향후 규제지원 활용방안 제시 ◼ 전체 내용 1차년도 ○ 가압 실험 장치 구축 - RIA 모사 실험을 하기 위한 선행연구 조사 및 분석 - RIA 압력 모사 실험에 필요한 가압 장치 설계 및 제작 - 가압 실험 장치 성능 평가 - 플라즈마 펄스를 이용한 고압 생성 및 제어 기술 확보 ○ RIA 모사 실험 피복관 해석 코드 구축 - 수소취화 피복관 변형 실험을 위한 피복관 해석 코드 구축 - 수소취화 실험을 위한 피복관 제작 2차년도 ○ 국소 가압 및 가열 실험 장치 구축 - RIA 모사 실험에 필요한 국소 가압 장치 설계 및 제작 - 고전류 인가를 통한 피복관 가열 기술 확보 - 가열 실험 장치 성능 평가 ○ 수소취화 피복관 실험수행 및 특성 분석 핵연료 코드를 이용한 실험 결과 해석 수소취화 피복관 실험수행 및 결과(강도, 미세조직 등) 분석 3차년도 ○ 압력, 온도, 피복관 연소도 통합 모사 실험 - 가압 및 가열 실험 장치 연동 시스템 구축 및 통합 실험 - RIA 통합 모사 실험 장치의 전기적 특성 해석 ○ 안전규제 지원방안 제안 - 향후 장비 활용방안 제안 - 실험 결과를 기반으로 한 안전규제 지원방안 제안 ◼ 1단계 ❏ 목표 플라즈마 펄스를 이용한 PCMI 모사 실험 장치 구축 및 피복관 해석 코드 구축 및 수소취화 특성 분석 ❏ 내용 1차년도 ○ 가압 실험 장치 구축 - RIA 모사 실험을 하기 위한 선행연구 조사 및 분석 - RIA 압력 모사 실험에 필요한 가압 장치 설계 및 제작 - 가압 실험 장치 성능 평가 - 플라즈마 펄스를 이용한 고압 생성 및 제어 기술 확보 ○ RIA 모사 실험 피복관 해석 코드 구축 - 수소취화 피복관 변형 실험을 위한 피복관 해석 코드 구축 - 수소취화 실험을 위한 피복관 제작 2차년도 ○ 국소 가압 및 가열 실험 장치 구축 - RIA 모사 실험에 필요한 국소 가압 장치 설계 및 제작 - 고전류 인가를 통한 피복관 가열 기술 확보 - 가열 실험 장치 성능 평가 ○ 수소취화 피복관 실험수행 및 특성 분석 - 핵연료 코드를 이용한 실험 결과 해석 - 수소취화 피복관 실험수행 및 결과(강도, 미세조직 등) 분석 ◼ 2단계 ❏ 목표 RIA 통합 모사 실험 및 안전규제 지원방안 제안 ❏ 내용 ○ 압력, 온도, 피복관 연소도 통합 모사 실험 - 가압 및 가열 실험 장치 연동 시스템 구축 및 통합 실험 - RIA 통합 모사 실험 장치의 전기적 특성 해석 ○ 안전규제 지원방안 제안 - 향후 장비 활용방안 제안 - 실험 결과를 기반으로 한 안전규제 지원방안 제안 □ 연구개발성과 정성적 성과: 플라즈마 펄스를 이용하는 RIA 사고 모사 실험 장치를 개발 및 활용하여 피복관 파괴실험을 수행하고, 고연소도 피복관 규제지원을 위한 데이터를 제시함. 정량적 성과: SCI급 논문 3편 및 안전기술보고서 5건 출간 □ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 ○ 플라즈마 펄스를 이용하는 RIA 사고 모사 실험 장치 활용 - 노내실증실험에 들어가는 비용을 절감하고 사고저항성 핵연료의 RIA 성능 평가를 할 수 있음. - 국내 핵연료안전 연구진들과의 공동 연구에 활용할 뿐만 아니라 미국(TREAT), 프랑스(CABRI), 일본(NSRR)과의 국제 공동 RIA 안전연구를 추진할 수 있음. ○ 장입수소량(연소도)에 따른 피복관 파괴조건 문턱치 실험데이터 - 고연소도 핵연료 안전규제 대응 방안 전략 수립하고 현재의 안전규제 기준을 재조명함. - 독자적 설계기준사고 안전규제 평가능력 확보하여 세계 수준의 RIA 평가능력을 구축함. (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 정경재
• 주관연구기관 : 서울대학교
• 발행년도 : 20230400
• Keyword : 1. 반응도삽입사고;고전압 펄스;펄스 플라즈마;핵연료 피복관;수소취화; 2. Reactivity Initiated Accident;High voltage pulse;Pulse plasma;Nuclear fuel cladding;Hydrogen embrittlement;

□ 연구개발 목표 및 내용 ◼ 최종 목표 ○ 실효성 있는 주민보호조치를 위한 원자력시설 비상계획 규제체계 개선안 개발 ○ 복합재난 대응 단계별 광역주민보호조치 최적화기준 개발 ○ 기류확산 통계분석을 통한 비상시 주민보호조치 고도화 ◼ 전체 내용 ○ 후쿠시마 원전사고 대응 교훈을 반영한 원자력시설 비상계획 개선을 위한 규제기술 개발 ○ 복합재난 대응강화와 주민보호조치를 위한 동향 및 기술기준 분석 ○ 복합재난 대응단계별 광역주민보호조치 및 방사능방재체계 재정립방안 구축 ○ 비상의 종료와 복구단계를 위한 방재체계 개선방향 제시 ○ 국내 원전에 대한 신속․정확한 선원항 예측시스템 방법론 도출 ○ 장기간의 기류확산 모델 수행 및 군집분석 기술을 개발하여 피복 및 지형 효과를 반영한 기상 자료의 초고해상도 상세화 기류확산 기법으로 계절별/시간별 확산영향평가지도를 산출 ◼ 1단계 ❏ 목표 ○ 원자력시설 비상계획 규제요건 개선안 개발 ○ 원전 복합재난 대응강화를 위한 국가방사능방재체계 재정립 방안 개발 ○ 원전의 중대사고 시나리오에 대한 선원항 계산방법론 개발 ○ 원전부지의 기류확산 모델 수행 및 군집분석 기술 개발 ❏ 내용 ○ 원자력시설 비상계획 규제현안 대응책 개발 ○ 후쿠시마 원전사고 이후 국제기구 및 원자력주요국 ○ 비상계획 규제요건 비교검토 및 개선안 반영 ○ 방사능방재법 및 재난안전기본법 개선안 도출 ○ 광역주민보호조치를 위한 시설운영 개선안 마련 ○ 방사능방재 대응 단계별 주민보호조치 의사결정 기준 마련 ○ NRC의 RASCAL 프로그램 상세내용 및 활용현황 도출 ○ 기류확산 군집분석 방법론 개발 및 모델링 수행 ○ 기류군집분석 및 확산영향평가지도 구축 ○ 지형 특성이 반영된 원전영역의 기상 자료의 상세화 기법 개발 ○ 상세 국지 기상장을 이용한 기류확산 모델링 기법 개발 ○ 원전부지별 확산영향분포도 고도화 ◼ 2단계 ❏ 목표 ○ 원자력시설 비상계획서 심사 및 방재검사 지침 개정안 개발 ○ 방사능재난 全주기의 국가적 대응역량 강화를 위한 비상단계에서 복구단계로의 전환체계 수립 ○ 복합재난 대비 선원항 예측기술을 개발 및 방사능재난관리 의사결정 정보시스템의 성능개선 방안 도출 ○ 원전 인근 확산영향평가지도 구축 및 활용 방안 제시 ❏ 내용 ○ 국제수준의 규제요건 반영한 심사지침 개발 ○ 복합재난 대응능력 강화를 위한 방재검사 지침 개정안 개발 ○ 비상계획 수립기준과 심/검사 지침 비교분석 ○ 복합재난 시나리오에 따른 단계별 비상대응계획 점검 ○ 비상대응에서 복구대응으로의 전환 대책 개발 ○ 비상종료와 재난복구를 위한 방사능방재체계 개선안 도출 ○ 중대사고 상황 파악 딥러닝 모델 개발 ○ 중대사고 상황 기반 선원항 예측모델 개발 ○ 고리/월성 원전 인근의 초고해상도 상세확산분포도 DB 구축 ○ 원전 인근 초고해상도 기류확산 자료의 활용 방안 기반 구축 ○ 한빛/한울 원전 인근의 초고해상도 상세확산분포도 DB 구축 ○ 원전 인근 확산영향평가지도 구축 및 활용 방안 제시 □ 연구개발성과 ○ 주민소개시간추정의 효과성 제고를 위한 연구제도 개선(안) ○ 방사선비상발령 개선 및 보완 ○ 방사능방재 검사지침 개선(안) ○ 방사능방재 대응 위한 의사결정 기준 개선안 개발 ○ 원자력 비상종료 요건에 기초한 전환단계의 분야별 대책 수립 ○ 중대사고 상황정보 및 AtomCARE 특성 기반 주요변수 도출 ○ 중대사고 대표 시나리오 선정 및 선원항 예측 딥러닝 학습용 DB 구축 ○ 원전 광역복합 재난 시, 주민보호조치 수행을 위한 원전부지별 확산영향평가지도 구축으로 원자력 비상대응에 필요한 전략 강화 ○ 관련 분야(방사능방재, 재난관리 등) 전문가 및 정부·지자체·유관 기관 등 이해관계자 대상 연구결과 발표회와 워크숍 개최를 통한 기술교류 및 의견 수렴 □ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 ○ 주민소개시간추정 관련 기준 마련 활용 ○ 원자력시설 분류 체계 개선 ○ 방사선 비상계획 및 방재분야 심.검사 지침 개선 ○ 방사능방재 법령 체계 개선 ○ 국가 방사능방재 역량강화를 위한 정책안 제공, 제도개선, 규제기술 개발에 활용 ○ 방사능재난 全주기의 국가전략 도출로 지역사회의 신속한 사회경제적 회복 ○ 방사능재난시 관계기관의 책임과 역할분담을 통한 조직적/인적/물적 자원 활용의 극대화 ○ 원전부지별 기류확산 군집분석을 통해 원전 방사성물질 누출 사고 시 광역비상대응체계 수립 및 주민보호조치 수행전략을 마련하기 위한 객관적인 기초 정보로 활용 ○ 주민보호조치 수행전략 수립시 원전 부지별 통계적 특성이 반영된 기상 시나리오별 대피장소 확인 및 비상용품 준비 등의 사고초기단계 대응 능력 강화 (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 신형기
• 주관연구기관 : 한국원자력안전기술원
• 발행년도 : 20230100
• Keyword : 1. 원자력시설 비상계획;규제요건;복구대책;확산분포도;확산영향평가지도; 2. Licensee Emergency Plan;Regulation Requirement;Recovery Preparedness;diffusion distribution diagram;diffusion impact assessment map;

비공개항목입니다.

• 연구책임자 : 김승현
• 주관연구기관 : 비즈
• 발행년도 : 20231100
• Keyword : 1. 가상현실;방사능방재;원전사고 대비;훈련시스템;주민보호조치; 2. Virtual Reality (VR);Radiological Protection;Nuclear Accident;Training System;Public Protective Actions;