□ 연구개발 목표 및 내용 ◼ 최종 목표 연구 질문: 누가 한국의 폐기물 처리 기반시설을 유지하는가? 왜 그들을 메인테이너라고 호명하고 드러내는 것이 중요한가? 위의 연구질문에 답함으로써 한국의 폐기물 처리 기반시설의 유지 보수 노동에 얽힌 다양한 문제를 드러내고 서사를 구축하는 것을 목표로 한다. ◼ 전체 내용 연구 동기: 과학기술 “혁신” 에 집중되는 예산 및 인력에 비해 혁신의 결과물로 사회에 깊숙이 자리한 기반시설을 유지하고 보수하는 사람들에 대한 관심은 부족하다. 그 중에서도 혁신의 과정에서 나오게 되는 부산물들, 즉 폐기물을 처리하기 위한 기반시설은 대개 조명을 받지 못한다. 위의 연구질문에 답하기 위해 크게 세 가지의 폐기물 처리 기반시설 (경주 중저준위 방사성폐기물 저장시설, 세종 및 대전 “자동크린넷“ 폐기물 집하시설, 서울 마포 자원회수시설(소각장)) 현장을 방문하고 노동자들을 인터뷰하는 방식으로 연구를 수행했다. □ 연구개발성과 수행한 인터뷰 및 현장 방문을 바탕으로 여러 편의 사진 에세이를 작성하였다. 또한 본 프로젝트의 토대가 된 중요한 저작물인 “Hail the Maintainers”를 한국어와 프랑스어로 번역함으로써 메인테이너 개념을 다양한 언어로 소개하고자 했다. 이러한 저작물을 학계에 출판하기에 앞서, 재난학과 과학기술학 분야의 현장 연구자들의 연구 결과 아카이브이자 네트워크 허브인 Disaster-STS Network Platform(disaster-sts-network.org) 에 게시하였다. □ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 아직 수행하지 못한 인터뷰와 현장 방문(특히 자동크린넷을 설계한 엔지니어, 자동크린넷을 도입한 공무원, 수도권 재활용폐기물선별장 노동자, 등) 을 마친 뒤 연구 성과를 좀더 정교하게 다듬어 학회지에 논문을 출간할 예정이다. 또한, 메인테이너를 주제로 패널을 구성하여 과학기술학 분야의 가장 권위있는 국제 학회인 4S(Society for Social Studies of Science) 2023에서 발표를 할 예정이다. 이러한 시도는 다양한 정책 함의를 도출하고 홍보하기 위함이다. 특히, 본 연구는 한국의 폐기물 기반시설의 메인테이너를 다룬 만큼, 연구의 배경이자 무대가 된 한국의 정책 현실과 학계에 기여하기 위해 한국어 출판물도 계획 중이다. 도시 기반시설과 자연환경의 유지보수에 중요한 역할을 담당하는 폐기물처리 기반시설을 유지보수하는 노동자들의 중요성과 그들이 처한 열악한 노동환경을 드러내는데 기여하길 기대해 본다. (출처 : 요약문 4p)

• 연구책임자 : 스캇 게이브리얼 놀스
• 주관연구기관 : 한국과학기술원
• 발행년도 : 20230100
• Keyword : 1. 메인테이너;폐기물;기반시설;보이지 않는 노동;현장 연구; 2. Maintainer;Waste;Infrastructure;Invisible Labor;Field Work;

□ 연구개발 목표 및 내용 ◼ 최종 목표 ○ 열유동 해석코드를 활용한 가동중시험 분야 현안 평가 기술 개발을 통한 가동원전 안전성 증진 ○ 원전 가동중시험을 위한 펌프 및 밸브의 성능‧상태‧열화 진단방법론 개발 ◼ 전체 내용 ○ 가동중시험 분야 규제검증 평가를 위한 열유동 해석코드 적용성 평가 ○ 열유동 해석코드를 활용한 가동중시험 현안 분석방법론 및 최적해석 지침 개발 ○ 모터구동밸브/공기구동밸브의 상태‧열화 진단 방법 개발 ○ 유압구동밸브의 성능‧상태‧열화 진단 방법 개발 ○ 펌프의 성능‧상태‧열화 진단 방법 개발 ○ 머신러닝 기술을 이용한 펌프 및 밸브의 상태기반 인공지능 진단 방법 개발 ◼ 1단계 ❏ 목표 ○ [1차년도] - 열유동 해석코드의 가동중시험 분야 적용성 평가 기반 구축 - 안전관련 기기의 현장 성능시험 측정 자료 분석 및 고장이력 조사 - 모터구동밸브/공기구동밸브 특성시험 설비 설계 및 제작 - 모터구동밸브 상태 진단 방법 개발 기반 구축 ○ [2차년도] - 가동중시험 분야 규제검증 평가를 위한 열유동 해석코드 적용성 평가 - 모터구동밸브 상태 진단 방법 개발 - 공기구동밸브 상태 진단 방법 개발 - 펌프 특성시험 설비 설계 및 제작 ○ [3차년도] - 가동중시험 분야 현안 분석을 위한 최적해석방법론 개발 - 모터구동밸브 상태기반 열화 진단 방법 개발 - 공기구동밸브 상태기반 열화 진단 방법 개발 - 유압구동밸브 성능 진단 방법 개발 기반 구축 - 펌프 성능‧상태 진단 방법 개발 ❏ 내용 ○ [1차년도] - 가동중시험 이행 및 안전관련 기기 성능평가에 대한 현안 수집 - 가동중시험 분야 규제검증 평가에 필요한 주요 열유동 현상 정의 및 분류 - 가동중시험 분야 주요 열유동 현상 예비계산 - 성능시험 현장 측정 자료 분석 - 고장이력 DB 구축 및 고장 메커니즘 분석 - 모터구동밸브/공기구동밸브 진단 신호 측정을 위한 실험 장치 구성 - 상태 진단 변수 도출을 위한 실험 방법론 개발 - 모터구동밸브 진단 신호 측정 및 분석 ○ [2차년도] - 열유동 해석코드의 가동중시험 분야 적용성 평가 방안 수립 - 가동중시험 분야 규제검증 평가를 위한 주요 열유동 현상 분석 - 가동중시험 관련 기기/계통에서 발생하는 주요 열유동 현상에 대한 해석코드 적용성 평가 - 1차원 열수력 계통해석코드에 포함된 가동중시험 관련 기기 모델링 비교/분석 - 측정 신호 노이즈 제거 기술 개발 - 모터구동밸브 진단 신호 측정 및 분석 - 특성 시험 결과를 이용한 모터구동밸브 상태 진단 모델 개발 - 공기구동밸브 진단 신호 측정 및 분석 - 특성 시험 결과를 이용한 공기구동밸브 상태 진단 모델 개발 - 펌프 시험 설비 설계 및 제작 ○ [3차년도] - 가동중시험 관련 기기/계통 대상 열유동 해석코드 최적해석방법론 개발 - 가동중시험 관련 기기/계통 대상 열유동 해석코드 예측 결과 검증 - 1차원 열수력 계통해석코드에 포함된 가동중시험 관련 기기 모델링 개선 필요 사항 도출 - 기기의 결함과 스트레서 관계 조사 및 경향성 변화 조사 - 모터구동밸브의 진단 변수 도출 및 상태기반 열화 진단 모델 개발 - 공기구동밸브의 진단 변수 도출 및 상태기반 열화 진단 모델 개발 - 유압구동밸브 진단 신호 측정 및 분석 - 펌프 진동 신호 분석 방법 개발, 노이즈 제거 기술 개발 - 펌프 진단 신호 측정 및 분석 - 특성시험 결과를 이용한 펌프 성능‧상태 진단 모델 개발 ◼ 2단계 ❏ 목표 ○ [1차년도] - 열유동 해석코드를 활용한 가동중시험 분야 현안 분석 - 머신러닝 기술을 이용한 모터구동밸브/공기구동밸브 상태‧열화 진단 방법 개발 - 유압구동밸브 성능‧상태 진단 방법 개발 - 펌프 상태기반 열화 진단 방법 개발 ○ [2차년도] - 가동중시험 분야 규제검증 평가를 위한 최적해석 지침 개발 - 유압구동밸브 열화 진단 방법 개발 - 유압구동밸브 인공지능 진단 방법 개발 - 펌프 인공지능 진단 방법 개발 - 데모 장치 제작 및 진단 방법 검증 ❏ 내용 ○ [1차년도] - 가동중시험 대상 기기 성능 및 이행 관련 현안에 대한 열유동 해석 - 가동중시험 관련 기기/계통 대상 열유동 해석코드 예측 결과의 불확도 평가 방법론 수립 및 예비평가 - 1차원 열수력 계통해석코드에 포함된 가동중시험 관련 기기 모델링 개선을 위한 열유동 해석 수행 및 해석 결과 활용 - 측정 신호 노이즈 제거 기술 개발 - 유압구동밸브 진단 변수 도출 - 특성시험 결과를 이용한 유압구동밸브 성능‧상태 진단 모델 개발 - 펌프 진단 신호 측정 및 분석 - 특성시험 결과를 이용한 펌프 상태기반 열화 진단 모델 개발 - 머신러닝 기술을 이용한 모터구동밸브/공기구동밸브 인공지능 진단 방법 개발 - 상태‧열화 진단 머신러닝 알고리즘 개발 - 진단 모델의 검증을 위한 테스트 데이터 확보 ○ [2차년도] - 열유동 해석코드를 활용한 가동중시험 대상 기기 성능 및 이행 관련 현안 분석을 위한 지침 개발 - 가동중시험 관련 기기/계통 대상 열유동 해석코드 예측 결과의 불확도 평가 - 1차원 열수력 계통해석코드에 포함된 가동중시험 관련 기기 모델링 개선안 제시 - 유압구동밸브 상태에 따른 열화 분석 및 모델 개발 - 유압구동밸브 상태에 따른 열화 진단 방법 개발 - 머신러닝 기술 기반 유압구동밸브 성능‧상태‧열화 진단 방법 개발 - 머신러닝 기술 기반 펌프 성능‧상태‧열화 진단 방법 개발 - 현장 데이터 및 실험 데이터를 이용한 개발된 진단 방법 검증 - 진단 방법 검증을 위한 데모 장치 제작 및 검증 □ 연구개발성과 1단계 총 3년(2020~2022년) 동안 다음과 같은 연구개발성과를 도출하였음. ○ 안전기술보고서(N-STAR) : 16건 - 가동중시험 분야의 규제현안 조사 및 전산코드를 활용한 예비분석 - 비상노심냉각수 주입에 따른 비정상 단상 열성층 해석을 위한 난류모델 예측성능 비교 연구(우수보고서) - 역지밸브의 닫힘거동 분석을 위한 CFD 동적격자 방법론 비교 - 전산유체역학 소프트웨어 적용성에 관한 규제 지침 개발을 위한 오리피스 내부 캐비테이션 유동 수치해석 - 보조급수계통 다단오리피스 용접부 건전성 예비평가 - 모터구동밸브 주기적 성능확인 지침 개선 방안 - 공기구동밸브 주기적 성능확인 지침 개선 방안 등 ※ 안전기술보고서 16건 중 유형②(방법론/장비 등 개발 및 비교검토) 11건, 유형③(규제화를 위한 분석,검증 결과) 5건 모두 규제 활용성을 제고한 연구 결과로 판단됨. ○ 논문 게재 : 11건 - 국내/국외 SCIE : 1건/1건 - 국내/국외 비SCIE : 8건/1건 ○ 학술대회 발표 : 52건 - 국내 학술대회 : 34건 - 국외 학술대회 : 18건 ○ 연구보고서 : 2건 - 시스템코드 펌프 및 밸브 모델 현황 - 고리 2호기 다단오리피스 구조 해석 2단계 총 2년(2021~2022년) 동안 다음과 같은 연구개발성과를 도출하였음. ○ 안전기술보고서(N-STAR) : 15건 - KEPIC MPT-19.5에서 권고한 벤투리 유량계 상류측 직관 길이의 적합성 검토 : 직경비 영향 - 캐비테이팅 벤투리의 확산부 형상에 따른 유동 및 진동해석 결과 비교 연구 - 가변적인 입구 유동분포에서 오리피스 유량계에 대한 CFD 기반 불확실도 정량화 등 - 열화 특성을 고려한 모터구동밸브 주기적 성능확인 주기 결정 방법론 - 원전 유압구동밸브 성능평가 방법론 개발 등 ※ 안전기술보고서 15건 중 유형②(방법론/장비 등 개발 및 비교검토) 12건, 유형③(규제화를 위한 분석,검증 결과) 3건 모두 규제 활용성을 제고한 연구 결과로 판단됨. ○ 규제정책 활용 : 제안 3건, 반영 2건 - 동력구동밸브(MOV, AOV) 성능확인시험에 관한 규제지침 제정 (제안/반영) - 원자력발전소 안전관련 열교환기 성능관리 규제지침 개정 (제안/반영) - 전산유체역학 프로그램을 활용한 가동중시험 분야 해석 결과물에 대한 적절성 검토 규제지침 제정 (제안) ○ 논문 게재 : 14건 - 국내/국외 SCIE : 1건/8건 - 국내 비SCIE : 5건 ○ 학술대회 발표 : 42건 - 국내 학술대회 : 32건 - 국외 학술대회 : 10건 ○ 소프트웨어(프로그램) 등록 : 2건 - 전산유동해석 불확실성 정량화를 위한 순방향 문제용 GUI 프로그램 등 ○ 포상 및 수상 : 3건 - 한국에너지학회 우수논문상(2022년) - 한국압력기기공학회 최우수논문상(2021년) 등 ○ OECD/NEA 보고서 개정본 작성 참여 - 보고서명: Best Practice Guidelines for the Use of CFD in Nuclear Reactor Safety Applications - 보고서 개정본 반영 내용: 열유동 해석코드를 활용한 가동중시험 대상 기기 성능 및 이행 관련 현안 분석과 관련된 연구 결과 ○ 위탁연구보고서 : 4건 - 가동중시험 분야에 대한 CFD 코드 해석 결과의 불확도 평가 - 판형 열교환기에서 발생하는 열성층 현상 수치해석 등 □ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 ○ 본 연구를 통해 개발되는 열유동 해석코드를 활용한 가동중시험 분야 현안 평가 기술은 기기 열화/손상에 의한 성능저하 및 안전관련 능동기기의 성능관리를 위한 가동중시험 이행 관련 현안 발생 시, 이를 정량적/정성적으로 평가하는데 활용될 수 있음. ○ 평가 결과는 원전 운영자의 가동중시험 분야 현안 발생 원인분석과 재발방지 대책의 적절성에 대한 규제자의 합리적이고 타당한 규제 의사 결정에 상당한 도움이 될 것으로 기대됨. 최종적으로는 가동원전 안전성 향상에 기여할 것으로 예상됨. ○ 안전관련 펌프 및 밸브의 상태기반 진단방법론은 기기의 성능 변화 또는 비정상 상태에 대한 예측 진단을 통해 규제 여부의 판단을 가능하게 하며, 원전 안전관련 기기의 성능신뢰도 유지관리에 대한 규제방향 제시를 통해 원전 안전성 증대에 기여함. ○ 머신러닝 기법을 이용한 진단방법의 도입을 통해 현장 측정 데이터 분석의 정확성과 객관성을 높이고, 원자력 안전규제기술에 4차 산업혁명을 이끌어가는 인공지능 기술의 접목을 통해 국내외 안전규제 분야를 선도함. (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 이공희
• 주관연구기관 : 한국원자력안전기술원
• 발행년도 : 20230100
• Keyword : 1. 가동중시험;해석코드;진단;열화;머신러닝; 2. In-Service Test;Analysis Code;Diagnosis;Aging;Machine Learning;

□ 연구개발 목표 및 내용 ◼ 최종 목표 ○ 습식저장-운반-건식저장을 아우르는 처분전 사용후핵연료의 관리단계별 핵심 안전위협 요소를 평가하여 규제허용치를 도출하고, 이를 기반으로 사용후핵연료의 종합 구조안전성에 대한 안전규제체계를 개발 ◼ 전체 내용 ① 수소화물 장입 총량 및 석출량에 따른 정량적 습식저장 피복관의 연성평가 - 피복관에 수소를 장입시켜 연소도 효과를 모사 - 온도조절을 통하여 피복관내에 석출되는 수소량을 제어하며 고리압축 연성평가 - 허용가능 수소장입총량(연소도) 도출 ② 사용후핵연료 피복관 충격파괴 평가 - 사용후 핵연료 모사 충격파괴 실험장치를 설계 및 구축 - 피복관 시편 내부를 가압하고 온도를 제어하며 충격파괴실험 수행 - 수소장입총량(연소도) 에 따른 허용가능 연료봉 온도 및 충격량 도출 ③ 다축응력 사용후핵연료 피복관의 수소화물 재배열 조건 평가 - 수소 장입량 및 응력분포에 따른 수소화물 재배열 문턱치를 실험적으로 평가 - 고해상도 화상관련법 (DIC) 장치를 활용하여 국부적으로 측정된 인장응력에 기인한 수소화물의 재배열 관측 - 수소장입총량(연소도)에 따른 수소화물 재배열 문턱 피복관 응력 및 온도 도출 ④ 사용후핵연료의 처분전 안전규제 체계개발 - ①-③에서 도출된 개별인자들을 종합하여 사용후핵연료의 처분전 안전규제체계를 구축하고 규제인자를 제안 ◼ 1단계 ❏ 목표 ○ 기초 실험장치 구축 및 기초실험 수행 ❏ 내용 ○ 습식저장 피복관의 연성평가 - 수소장입 및 석출량(온도)에 따른 고리압축 실험 수행 - 경수로 정상상태 부식모사 Autoclave 실험장치 구축 ○ 피복관 충격인성 평가 - 충격파괴 실험 장치 설계 및 구축 ○ 단축응력 및 다축응력에 의한 수소화물 재배열 조건 평가 - 단축응력 수소화물 재배열 실험장치 설계 및 구축, 수행 - 피복관 다축응력 실험장치 설계 및 구축 ◼ 2차년도 ❏ 목표 ○ 1차년도 기초실험결과 분석 및 보완, 심층연구 수행 ❏ 내용 ○ 습식저장 피복관의 연성평가 - 허용가능 최대 연소도 (수소장입총량) 및 피복관 온도 도출 ○ 피복관 충격인성 평가 - 연료봉내압과 수소 장입 및 석출량에 따른 최대허용 충격량 평가수행 ○ 수소화물 재배열 조건 평가 - 수소 장입량 및 다축 응력분포에 따른 수소화물 재배열 문턱치 탐사 ◼ 3차년도 ❏ 목표 ○ 기초 및 심층연구결과 종합분석을 통한 안전규제체계 발전방안 제안 ❏ 내용 ○ 피복관 충격인성 평가 - 연소도에 따른 허용가능 연료봉 최대온도 및 충격량 도출 ○ 수소화물 재배열 조건 평가 - 수소화물 재배열 문턱 피복관응력/봉내압 및 온도 도출 ○ 1~3차년도 수행 연구결과를 종합하여 사용후핵연료 전주기적 (영구처분전까지) 안전체계 및 규제인자 제안 - 습식저장-운반-장기 건식저장의 전주기 안전관리 체계 제안 - 사용후핵연료 안전규제 관점에서 정상상태 운전 평가 및 제안 □ 연구개발성과 ○ 본 과제의 연구개발 성과는 다음과 같음: - 수소화물 장입 총량 및 석출량에 따른 정량적 습식저장 안전규제 허용치 - 다축응력 수소화물 재배열 실험을 통한 봉내압 기반 건식저장 안전규제 허용치 - 종합적 사용후핵연료의 처분전 핵심 안전위협요소 안전규제 허용치 - 다축응력 수소화물 재배열, 핵연료 충격파괴 실험장치, 경수로환경 모사부식 실험장치 구축 ○ 본 과제의 정량적 연구개발 목표 성과는 다음과 같음: - SCI 논문 6편, 비SCI 논문 7편, 안전기술보고서 5편, 국내외 학회발표 15회 - 석사급이상 인력 배출 2명, 학사급 인력 배출 5명 □ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 ○ 사용후핵연료의 처분전 핵심 안전위협요소 허용치의 활용방안: - 안전규제 데이터베이스 구축 및 국산화 - 국내외 사용후핵연료의 습식, 운반, 건식저장 안전기준 선진화 ○ 사용후핵연료의 처분전 안전규제체계의 활용방안: - 습식-운반-건식저장의 규제 합리화 - 경수로 건식저장 도입의 종합적 구조안전성 평가 및 규제 국산화 지원 ○ 핵연료 충격파괴 및 경수로환경 모사부식 실험장치의 활용방안: - 핵연료 구조안전성 평가 사업에 지속적 활용 - 규제 연구인력 교육 및 배출에 활용 ○ 기대효과 - 증진된 합리성을 바탕으로 국내 사용후핵연료 규제선진화에 즉각적 기여 - 건식저장 안전규제 현안해결을 위한 국산 실험데이터 확보 - 선진국의 기술이전 기피현상 극복 - 사용후핵연료 관리의 핵심 원천기술 확보 - 전주기 원자력안전규제 기술 증진 (출처 : 요약문 3p)

• 연구책임자 : 이유호
• 주관연구기관 : 서울대학교
• 발행년도 : 20230100
• Keyword : 1. 사용후핵연료;건식저장;습식저장;사용후핵연료 운반;수소화물 재배열; 2. Spent nuclear fuel;Dry storage;Wet storage;Spent fuel Transportation;Hydride reorientation;

연구개요 본 연구는 고전압 방전에 의하여 공기중으로 방출된 전하를 레이다 기반 전파탐지 기법을 이용하여 탐지하고 추정하는 연구를 1,2차년도에 진행하였다. 3차년도에는 라디오미터 시스템을 제작하여 고전압 방전 등에 의한 고온 열방사의 측정연구를 진행하였다. 특히, 방전에 의한 공간전하 밀도가 낮거나 방전개시전에도 복사열에 의한 전자기파를 탐지할 수 있는 장점이 있다. 연구 목표대비 연구결과 본 연구는 DC방전에 의한 공간전하를 전파탐지 기술을 기반으로 탐지하는 것을 목표로 하였다. 이를 위하여 본 연구에서는 DC 방전 발생장치로 Tesla Coil을 이용하였고 테슬라 코일에 의한 방전전하를 탐지하기 위하여 TI사의 레이다 보드를 이용하였다. 탐지를 위한 측정시험과 시뮬레이션에 의한 결과를 비교하여 방전에 의한 공간전하 탐지가 가능함을 입증하였다. 2차년도에는 탐지 해상도를 높이기 위하여 positioner를 이용하여 탐지영역을 스캔하여 SAR 알고리즘에 의한 탐지기법을 연구하였다. 3차년도에는 이러한 공간전하의 탐지와 함께 공간전하 발생에 따른 열방사를 측정하는 연구를 목표로 하였다. 이를 위하여 라디오미터를 제작하여 비가시상의 방사에 의한 열방사를 가정한 모델에 대하여 탐지 알고리즘을 고안하고 측정시험과 비교하였다. 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성) 본 연구는 방전에 의한 공간전하가 입사된 전자파를 산란시키는 특성을 이용하여 공간전하를 탐지하는 연구를 진행하였다. 이를 이용하여 고전압 장치에 의한 방전과 고장이나 노후화에 의한 열방사를 전파탐지를 이용하여 사전에 탐지함으로써 고장진단 등에 활용할 수 있다. 또한, 열방사에 의한 전자기파 발생을 전파탐지를 기반으로 탐지함으로써 화재, 건물붕괴에 의한 생존자 탐색 등에도 활용할 수 있는 기술이 된다. (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 정용식
• 주관연구기관 : 광운대학교
• 발행년도 : 20230300
• Keyword : 1. 방전;공간전하;전파탐지;열방사;라디오미터; 2. discharge;space charge;radiowave detection;thermal radiation;radiometer;

□ 연구개요 원전 해체 과정에서 발생하는 방사선 분진 및 방사화된 오염물질등, 광범위한 작업 환경의 방사선에 의한 작업자의 피폭이 발생될 가능성이매우높음. 따라서 작업자가 직접 들고 방사선량을 측정하는 기존의 방식이 아닌, 무인 원격으로 누설 선량을 측정할 수 있는 드론기반 다양한 각도에서 누출되는 방사선 검출기 장비 개발이 목적임 □ 연구 목표대비 연구결과 드론 부착형 초경량 감마선 및 방사능 계측용 모듈 설계 누설 방사선 spot 지점의 정확한 위치 탐지를 위해 각도 및 길이 조종용 서보 모터 제어 장치 개발, 중량 감소를 위해 초경량　감마선 및 방사능 계측 모듈 설계 및 디지털 회로 및 데이터 획득 모듈 개발등 드론 기반 다방향 방사선 검출모듈을 프로토타입으로 개발에 성공하여 시험평가 하였음. 국제성능평가기준 (IEC-60864)을 적용하여 표준 선원 137Cs의 기준 선량률 (3.12 uSv/h ~200 uSv/h)의 증가에 따른 정확도와 선형성은 보수적인 영역에서 정확도 ± 7.3%, 선형 도 ± 8.9%이며, 전체구간의 선형도는 ± 3.5%이다. 실험 계측 모듈의 선량률 의존성을 나타내는 선형 국제 기준 ± 15% 미만의 범위를 만족하였다. □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성) 원전 해체 작업장의 요구에 따라 드론 기반 무인 원격 방사선 검출 모듈을 개발하였다. 사람이 접근해서 방사선을 측정할 수 없는 원자력 발전소 격납용기 내부 상공 및 외부로 누설되는 방사선 측정을 위한 목적 으로 저준위에 민감한 GM-tube를 사용하여 제작하였다. 드론 기반 방사선 검출 모듈의 무게는 200g 미만으로 원자력 발전소 격납용기 내부의 상공과 외부 공중에서도 운용이 가능하다. 본 연구에서 개발한 무인 원격 방사선 검출 모듈은 원전 해체 작업장 맞춤형 장비로, 방사선 분진이 많은 현장에서 정확한 공간선량률의 측정과 방사선 작업장 안전관리에 도움 을 줄 수 있을 것으로 확신한다.현제 원전에서 사용되는 장비는 환경 방사능 측정 및 계수 장치에 국한되어 있으며 수입에 의존하고 있는 고가의 장비이다. 또한 외산 장비는 드론에 단순 검출기만 부착시켜 180도 하방에서 들어오는 누설 방사선을 평균하여 검출되므로 혼합 방사선 영역에서는 정확한 위치 감별이 불가능하다. 따라서 본 연구에서 목표로 하는 무인 원격 방서선 검출기는 340도 방향에서 들어오는 누설 방사선의 정확한 위치를 측정할 수 있다는 기술적인 경쟁력과 누설 지점을 실시간 모니터링 할 수 있으므로 방사선 사고를 사전에 방지할 수 있는 기술적 측면의 기대효과가 있습니다. (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 장보석
• 주관연구기관 : 김천대학교
• 발행년도 : 20230300
• Keyword : 1. 원전;무인 원격;방사선;공간선량;검출기; 2. nuclear facility;unmanned remote;radiation;spatial dose;survey meter;

□ 연구개발 목표 및 내용 ◼ 최종 목표 히스톤 H3의 네 번째 라이신(H3K4)의 메틸화와 메틸전이효소 복합체의 유전자 발현 조절 메커니즘 규명 - 출아효모(Saccharomyces cerevisiae)를 모델로 이용하여 H3K4 메틸전이효소인 Set1복합체와 H3K4 methylation이 유전자 발현에 미치는 영향을 생화학 및 분자생물학적 방법으로 규명 ◼ 전체 내용 출아효모(Saccharomyces cerevisiae) 모델을 이용한 히스톤 H3의 네 번째 라이신의 메틸화(H3K4 methylation)와 메틸전이 효소 복합체의 작용 및 전사 조절 메커니즘 규명 - 1)transcription termination defect, non-coding RNA의 전사 등을 관찰, 2) total mRNA들의 localization 측정(mRNA 의 nuclear export defect 관찰), 3)Ribosome component들을 이용한 RNA IP를 통해 실제로 translation이 가능한 RNA양의 측정을 통해, 일차적으로 유전자 발현의 어느 과정에 영향을 주는가를 규명하고자 한다. 이후에는 Set1의 유무에서 변화가 보이는 pathway에 집중하여 생화학적, 분자생물학적 연구를 진행할 것이다. 궁극적으로, 우리는 전사의 전 과정 중 Set1의 유무에 특별히 영향을 받는 과정을 찾을 것이고, Set1과 H3K4me3이 전사에 어떤 영향을 주는 지 그 메커니즘을 찾을 것이다. □ 연구개발성과 1.Rad6가 Swd2/Cps35와 H3K4 메틸화효소 Set1의 chromatin recruitment를 조절하는 factor임을 확인 2. Rad6가 Swd2 complex 형성과 H3K4 trimethylation에 미치는 영향 확인 3. Set1 complex가 non-coding RNA를 포함한 전체 전사체에 미치는 영향 분석을 통한 Set1 complex 또는 H3K4 메틸화가 전사 및 번역에 미치는 영향 규명 4. Swd2가 자신의 농도를 조절하면서 Set1의 단백질 안정성 및 H3k4 메틸화에 미치는 영향 규명 5. Swd2가 Set1 complex (COMPASS)와 CPF (cleavage-polyadenylation factor) complex에서의 기능 규명 6. H3K4 methylation을 조절하는 새로운 기전인 Set1 complex 자체의 PTM을 규명 □ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 학문적 기대효과 - 히스톤 H3K4 메틸화에 대한 연구는 유전자 발현에서 매우 중요하며 여러 질병과도 직접적인 관련이 있지만, 유전자 발현을 조절하는 메커니즘에 대해서는 명확한 연구가 필요한 상황임. - 본 연구과제를 통하여 히스톤 H3K4 메틸화가 mRNA를 합성하는 단계 뿐 아니라 합성 이후(mRNA export를 포함)에도 중요한 기능을 하는 것으로 결과를 얻었고, 이러한 결과는 H3K4 메틸화의 기능에 대한 관점을 변화시키는 학문적으로 매우 중요한 결과임. 연구개발 성과의 활용방안 - 본 연구과제의 결과는 기초학문을 바탕으로 출아효모라는 모델 생체를 이용하여 도출하였지만, 주요 단백질인 Set1과 Swd2는 모든 진핵생물에 보존이 되어 있는 단백질이므로, 약물의 타겟으로 개발할 가능성을 보임. (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 이정신
• 주관연구기관 : 강원대학교
• 발행년도 : 20230600
• Keyword : 1. 출아효모;히스톤 H3K4 메틸화;유전자 발현;H3K4 메틸전이효소(COMPASS);Swd2 복합체; 2. Saccharomyces cerevisiae;histone H3K4 methylation;gene expression;H3K4 methyltransferase(COMPASS);Swd2 complex;

□ 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;

비공개항목입니다.

• 연구책임자 : 박상윤
• 주관연구기관 : 에스에프테크놀로지(주)
• 발행년도 : 20230100
• Keyword : 1. 보호장구;인공지능;영상인식;작업자 안전관리;원자력 발전소; 2. personal protective;AI;vision recognition;worker safety management;nuclear power plant;

연구개요 디지털 트윈을 활용한 AI의료서비스 제공하기 위한 전립선암의 임상의사결정지원을 목적으로, 디지털 트윈 기법을 적용하여 실제 전립선암 환자를 물리모델 (Physical Model)로 정의하고 치료방법 및 프로세스 등의 컴퓨터적 모델로 가상 모델 (Twin, Virtual model)로 구성하여 실제 환자 수술 이전에 가상환경으로 AI 분석함으로써 수술 효과에 따른 예후 문제 및 예측방법을 제공 연구 목표대비 연구결과 ◦ 전립선암의 치료 프로세스 모델링 - 전립선 암 치료 프로세스에 대해 가상의 모델 구성을 위한 상태 모델링 방법을 통한 3가지 계층 모델 설계(암 치료 프로세스 모델, 데이터 프로세스 모델, 공학급 모델). 치료모델에 대한 프로세스를 컴퓨터가 실행 가능한 형태로 구성하고, 그 동작에 대해서는 머신러닝 모델을 활용하여 동작되도록 설계 ◦ 머신러닝 기반 모델 개발 - Time to PSA nadir 예측을 위한 머신러닝을 적용하기 위해 각 치료방법별로 Time to PSA Nadir (TTN)을 미리 예측하는 방법 개발. Radical Prostatectomy (RP) 및 보조치료 요법인 Androgen Deprivation Therapy (ADT), Radiation Therapy (RT) 여부에 따른 예측모델을 다이나믹 뉴럴네트워크를 이용하여 생성.치료방법별 TTL 결과 제공 - Partial Correlation Neural Network를 개발하여 Biochemical Recurrence (BCR)을 예측하는 알고리즘을 제공 ◦ 디지털 트윈기반 임상 의사결정 지원 시스템 - Biopsy 정보를 활용하여 Pathology 및 BCR을 예측할 수 있는 머신러닝 기반의 디지털 프레임 워크 개발 - 재발이후의 치료추천을 위한 Classifier Chain 방법을 적용함. 1차 치료부터 2차치료까지의 방법에 대해 BCR, 2번째 BCR을 예측할 수 있는 모델을 제공 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성) 전립선암 치료에 임상의사결정시스템 도입은 의료체계의 기술 선두 점유를 가능하게 하며, 정밀의료서비스를 통한 삶의 질 만족도 향상 가능 - 기술적 측면: 의료 및 헬스케어 서비스 시장에 대한 디지털 트윈 기반 시스템의 개발로 의료 + IT 융복합 산업 분야의 저변을 넓히고 빠른 속도로 성장하는 글로벌 의료 및 스마트헬스 시장에서도 경쟁력을 갖출 수 있을 것으로 기대 - 경제 및 산업적 측면: 전립선암 관련 국가사업을 통해 의료비용 등 국가적 손실을 최소화, 디지털 트윈 형태의 서비스 구축의 틀을 마련함으로써, 모델의 개선을 통한 미래의 융복합 산업의 발전을 도모 - 의학적 측면: 개개인의 생물학적, 유전적, 환경적 차이에 따라 개별 환자에게 적합한 치료 기술을 적용하는 맞춤의학 (tailor-made medicine) 가능 - 사회 문화적 측면: 암 질환 치료의 메디컬 오류에 대한 편견 해소 및 빅데이터 사업의 추진을 통한 데이터 기반 문화 확산, IT기술 활용 문화 확산을 통한 안전한 생활환경 구축, R&BD 결과를 의료산업에 활용하여 국민 정신보건 수준 향상 (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 최인영
• 주관연구기관 : 가톨릭대학교
• 발행년도 : 20230300
• Keyword : 전립선암;디지털트윈;인공지능;머신러닝;임상의사결정지원시스템;

□ 연구개요 - 플랜트의 합리적인 확률론적 지진 안전성 평가를 위해 SSCs간의 지진손상 상관성을 고려한 리스크 도출 방법론 및 그 영향에 대해 연구를 수행함 ● 원자력발전소는 일반구조물보다 지진으로 인한 사고의 영향이 사회 및 경제적 손실이 매우 크므로 지진 안전성은 더욱 강조됨 ● 지진이 발생하면 광범위 지역에 영향을 미치며, 원전을 구성하는 SSCs의 지진응답은 서로 유사하게 거동을 하게 되어 SSCs간의 손상확률에 상관성이 존재함 ● 원전의 지진 안전성 평가를 수행할 시 SSCs의 지진손상 상관성을 고려하여 원전의 취약도 및 리스크를 계산하는 것이 합리적임 □ 연구 목표대비 연구결과 - 원자력발전소의 확률론적 지진응답해석을 수행 ● 확률론적 지진응답해석을 통한 원자력발전소의 층응답스펙트럼 개발 ● 구조물 및 기기의 내진성능 평가를 위한 원전의 지진응답 증폭계수 도출 - 원자력발전소 SSCs간의 손상 상관성 도출 방법론 개발 ● 공간변동성 및 지진손상 상관성을 고려한 SSCs의 지진손상 상관성 도출 ● SSCs간의 지진응답 상관계수 Database 도출 - SSCs간의 손상 상관성을 고려한 확률론적 지진 안전성 평가 기술 개발 ● 단일호기 및 다수호기 SSCs의 지진취약도 분석 수행 ● 단일호기를 위한 SSCs간의 지진응답 상관계수 도출 방법론 개발 ● 다수호기를 위한 SSCs간의 지진응답 상관계수 도출 방법론 개발 ● 손상 상관성을 고려한 확률론적 지진 안전성 평가를 수행할 수 있는 프로그램 개발 - 원자력발전소 SSCs간의 손상 상관성에 의한 리스크 민감도 수행 □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) - 플랜트시스템의 합리적인 확률론적 지진 안전성 평가가 가능 ● 지진에 의한 구조물, 계통 및 기기의 손상확률은 지진응답 상관성과 내진성능 상관성에 의해 손상확률에도 상관성이 존재하여 이를 고려하여야 함 ● 현실적인 플랜트시스템의 지진 리스크 평가를 통해 지진 리스크 평가 결과의 신뢰성을 제고 할 수 있음. - 다수호기 확률론적 지진 안전성 평가에 활용이 가능 ● 국내에 건설된 원자력발전소의 경우 한 원전부지에 다수의 원자력발전소가 건설되어 있어 다수호기에 대한 상관성 분석이 필요 ● 국내원전의 안전성에 대한 사회적 관이 높은 시점에서 ‘원전부지’의 안전성을 정량적으로 평가가 가능 - 복합재난에 대한 확률론적 안전성 평가에 활용이 가능 ● 상관성을 고려한 확률론적 지진 안전성 평가 기술은 지진뿐만 아니라 복합재난에 의한 상관성 분석에 활용이 가능 - 소형모듈원전에 대한 확률론적 안전성 평가에 활용이 가능 ● 일체형 계통 및 다수모듈을 가지고 있는 소형모듈의 원전에 확률론적 지진 안전성 평가 시 구성요소의 상관성을 고려하여 평가가 가능 (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 임승현
• 주관연구기관 : 경북대학교
• 발행년도 : 20230300
• Keyword : 1. 원자력발전소;상관성;지진응답 해석;확률론적 지진 안전성 평가;리스크; 2. Nuclear Power Plants;Correlation;Seismic Response Analysis;Seismic Probability Safety Assessment;Risk;