□ 연구개발 목표 및 내용 ◼ 최종 목표 ○ 고준위방사성폐기물 처분시설 부지특성 평가 및 조사를 위한 기준 개발 - 고준위방사성폐기물 처분시설 부지특성보고서 작성지침 고시(안) 개발 - 고준위방사성폐기물 처분시설 부지특성조사 품질보증 규제지침(안) 개발 ◼ 전체 내용 ○ 부지안전성평가관련 국내ㆍ외 현황과 연구자료 등 수집 및 분석 ○ 심지층 지질, 지진, 수리특성, 지화학, 지열 및 암석역학 특성 규명을 위한 조사요건(조사내용, 범위, 자료요건 등) 도출 ○ 심지층 특성규명을 위한 시험(실내 및 현장) 사례 및 요건 등 분석 ○ 심지층 지질구조 정밀영상화를 위한 물리탐사요건개발 ○ 심지층 및 처분고 특성 정밀규명을 위한 심부시추공 탐사요건개발 ○ 심지층처분 부지특성화 모델 개발을 위한 세부수행요건(적용범위, 구축방법, 유지관리 등) 도출 ○ 고준위폐기물처분을 위한 부지조사프로그램 운영 및 자료관리에 관련된 세부요건 도출 ○ 부지특성보고서 작성지침 고시(안) 및 부지특성조사 품질보증 규제지침(안) 개발 ◼ 1단계 ❏ 목표 ○ 심지층 특성(지질, 지진, 지열 및 암석역학, 지질공학, 수리지질, 지화학, 수리지화학) 조사방법ㆍ기준 수집 및 현황분석 ○ 방사성폐기물처분시설 부지 조사 및 건설관련 국내∙외 현황과 연구자료 수집 및 분석 ○ 고준위방사성폐기물처분시설 부지 심지층특성 규명을 위한 해석 모델 등 심지층특성 평가방법 및 기술 분석 ○ 부지고유 지하연구시설 부지특성 조사 및 평가기준 수집 및 분석 ○ 고준위방사성폐기물처분시설 부지 심지층 특성 규명을 위한 세부조사요건 (조사내용, 조사범위, 자료요건 등) 개발 ○ 지하연구시설을 이용한 부지특성 규명을 위한 세부조사요건 도출 ❏ 내용 ○ 심지층 특성(지질, 지진, 지열 및 암석역학, 지질공학, 수리지질, 지화학, 수리지화학) 조사방법‧기준 수집 및 현황분석 [국내 지진 및 환경에 대한 적합성 검토 포함] ○ 고준위폐기물 처분부지에 대한 심부조사 및 건설관련 국내ㆍ외 현황과 연구자료 수집 및 분석 ○ 중ㆍ저준위방사성폐기물 처분시설 부지조사 및 건설관련 국내ㆍ외 현황과 연구자료 수집 및 분석 ○ 해석모델 등 심지층 특성(지질, 지진, 지열 및 암석역학, 지질공학 수리지질, 지화학, 수리지화학) 평가방법 및 기술 분석 ○ 심지층 특성 규명을 위한 시험(실내 및 현장시험) 사례, 문제점, 기준 수집 및 분석 ○ 심지층 지하처분을 위한 부지 특성화 조사(시추, 물리탐사, 지질 조사 등) 사례, 문제점, 기준 수집 및 분석 ○ 부지고유 지하연구시설을 통한 부지특성 조사 및 평가 기준 수집 및 분석 ○ 처분부지 심지층 특성규명을 위한 조사내용, 조사범위, 자료요건 등 세부조사요건을 도출 ○ 심지층 지하처분을 위한 부지 특성화 조사(시추, 물리탐사 등)관련 세부조사요건 도출 ○ 부지고유 지하연구시설을 이용한 부지특성 규명을 위한 세부조사요건 도출 ◼ 2단계 ❏ 목표 ○ 심지층 단열암반 열-지하수-지화학-지진 등 연계특성 확인을 위한 시험 및 평가 요건 개발 ○ 고준위방사성폐기물 처분시설 부지조사프로그램 및 자료관리 해외사례 분석 및 심지층 정밀영상화를 위한 물리탐사요건 개발 ○ 심지층처분 부지특성화 모델개발을 위한 세부요건 및 부지특성 보고서 작성지침(안) 개발 ○ 부지특성 조사, 시험 및 자료해석 등에 관한 품질보증지침(안) 개발 ❏ 내용 ○ 심지층 단열암반 내 지하수를 통한 핵종거동 특성 평가를 위한 열-지하수-지화학, 지진과 지하수 등의 연계특성 확인을 위한 시험 및 평가방법에 관한 세부요건 개발 ○ 고준위폐기물처분을 위한 부지조사프로그램 및 자료관리 요건 관련 해외사례 수집 및 분석 ○ 심지층 지질구조 정밀영상화를 위한 물리탐사요건 개발 ○ 심지층 조사, 시험 및 자료해석에 관한 세부품질보증요건 도출 ○ 심지층 및 처분고 특성 정밀규명을 위한 심부시추공 탐사요건 개발 ○ 심지층처분 부지특성화 모델 개발을 위한 세부수행요건(적용범위, 구축방법, 유지관리 등) 개발 ○ 고준위폐기물처분을 위한 부지조사프로그램 운영 및 자료관리에 관련된 세부요건 개발 ○ 부지특성보고서 작성지침 고시(안) 도출 ○ 부지특성 조사, 시험 및 자료해석에 관련 품질보증 규제지침(안) 도출 □ 연구개발성과 ○ 고준위방사성폐기물의 심층처분시설 부지특성보고서 작성지침 고시(안) 개발 - 「원자력안전법」제63조제2항 및 「원자력안전법 시행규칙」제87조제3항에 따른 고준위방사성폐기물 심층처분시설의 안전성분석보고서 작성에 관한 사항 중 「원자력안전법 시행규칙」제87조제3항제2호 부지특성에 관한 보고서를 작성하는 것에 대한 사항을 규정하는 고시(안)을 개발함 ○ 고준위방사성폐기물의 심층처분시설 부지특성 조사 및 평가에 대한 품질보증 규제지침(안) 개발 - 원자력안전위원회 고시(폐기물.10) ‘방사성폐기물 폐기시설 품질보증기준’제5조(세부 지침) 제1항 ‘한국원자력안전기술원장은 이 기준의 효율적 운영을 위하여 필요하다고 인정할 때에는 품질보증에 관한 세부요건이나 지침을 정하여 이를 사업자에게 지침으로 제시할 수 있다.’에 의거하여 고준위방사성폐기물 심층처분시설 부지특성 조사 및 평가에 대한 품질보증 규제지침(안)을 개발함 □ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 ○ 활용계획 - 개발된 부지특성보고서 작성지침 고시(안)은, 고준위방사성폐기물 처분부지가 국가정책에 맞춰 선정될 수 있도록, 처분시설 부지 적합성 평가를 위한 부지특성에 관한 조사 뿐만 아니라 폐기물관리사업자가 인허가를 위해 규제기관에 제출하는 안전성분석 보고서 내 부지특성에 대한 작성지침으로 활용될 예정임 - 개발된 고준위방사성폐기물의 심층처분시설 부지특성 조사 및 평가에 대한 품질보증 규제지침(안)은 부지 적합성 및 특성 규명을 위해 실시하는 각종 부지조사 및 시험이 엄격한 관리 하에 이루어져서 조사 데이터 및 해석 결과의 품질을 보증하는 지침으로 활용될 예정임 ○ 기대효과 - 부지특성조사의 범위, 조사내용, 보고서 기술사항 등 고준위폐기물 처분사업자가 인허가를 위해 제출하는 심지층처분 시설의 부지특성조사보고서에 대한 작성지침 고시(안)을 제공함으로써 사용후핵연료 처분관련 국가정책이 차질 없이 수행되도록 기여함 - 부지조사에 관한 품질보증 규제지침을 개발함으로써 부지특성 조사를 수행하는 고준위 폐기물 처분사업자가 관련요건에서 정하고 있는 부지특성에 대한 품질보증 요건을 준수하고 부지 조사 및 시험에 있어 고품질의 자료를 생산할 수 있도록 함 (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 현승규
• 주관연구기관 : 한국원자력안전기술원
• 발행년도 : 20230100
• Keyword : 1. 고준위방사성폐 기물;부지특성;심지층처분;품질보증; 2. high-level radioactive waste;characteristics of site;deep geological disposal;quality assurance;

□ 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;

▣ 연구개발 목표 및 내용 ◼ 최종 목표 국내 방사선 이용환경을 고려한 방사선방호 최적화 기준 개발 ◼ 전체 내용 - 국내 특성을 반영한 방사선방호 최적화 규제체계 개발 - 국내 방사선작업종사자 방호최적화 판단을 위한 평가기술개발 - 일반인 방사선방호 최적화 판단을 위한 평가기술 개발 - 방사선방호 최적화를 위한 경제적 모델 분석 ◼ 1단계 ❏ 목표 - 원자력안전법령에 제시된 방사선량 등의 근거가 되는 국제·해외기준 조사 - 방사선규제기준 산출시 적용한 주요 변수 및 상수의 국내 적용성 평가 - 국제 기준과 국내 기준간의 비교 문서 초판 발간 - 국내 타 분야 및 해외 금전계수 설정 및 적용사례 조사 - 국내 선량제약치 등의 규제기준과 안전성 증진에 소요되는 비용간 상관관계 조사 - 원자력이용시설의 부지경계, 선원의 분류, 대표인에 대한 개념 설정 및 정의 도출 - 선원 또는 직무별 피폭상황에 따른 주요 피폭경로 및 선량평가 방법 제시 - 방사선방호기준 설정배경, 산출원리, 해당 기준 수치 산출에 사용된 변수 값 등 조사·분석 - 분야별 방사선작업종사자의 방사선(원) 취급시간과 피폭 선량과의 상관관계 조사 - 방사선방호기준 산출체계 조사‧분석 - 방사선방호 비용-편익 분석기법 개발 - 국내 고유의 방사선방호 비용편익 분석기법을 개발하기 위한 방사선방호 최적화 관련 국내외 주요 변수에 대해 조사 - 통계적 생명가치 산출방식 조사 - 국내 현황을 반영한 금전계수 산출평가 방법 제시 ❏ 내용 - 원자력안전법령내 방사선작업종사자 및 일반인 방호기준 설정이력 분석 - 원자력이용시설 방사선관리구역 설정이력 분석 - 원자력이용시설 정상 및 사고시 설계목표치 국내 배경 조사 - 방사선규제기준 산출에 대한 국내 적용성 혹은 대체 가능성 평가 - 국제기준과 국내기준의 공통점 및 차이점에 관한 비교 종합문서 발간 - 미국 등 해외 금전계수 규제기준 분석 - 환경상 위해방지 적용에 대한 국내 현황 검토 - 선량제약치 도입에 따른 규제기준 제·개정 검토 - 최대피폭개인(혹은 대표인)에 대한 국내 연구 및 규제사례 분석 - 원자력이용시설의 부지경계, 선원의 분류, 대표인에 대한 개념 설정 및 정의 도출 - 선원 또는 직무별 피폭상황에 따른 주요 피폭경로 및 선량평가 방법 제시 - 원자력안전법령에 제시된 방사선량 등의 근거가 되는 국제기준·해외기준 조사 - 원자력안전법령내 제시된 인체에 대한 선량기준, 방사선관리구역 및 차폐, 선량평가 관련 국제기준조사 - 미국, 캐나다, 일본, 유럽 주요국의 해외 방사선방호체계 기준 조사 - 방사선작업종사자 및 시설 방사선방호 최적화 사례 예비 조사 - 방사선방호기준 설정배경, 산출원리, 해당 기준 산출에 사용된 변수 값 등 조사·분석 - 국제기구, 국외기구의 방사선작업종사자 방호기준 산출 계산식, 선량환산계수 등 산출 배경, 근거 분석 - 국제기준과 국내기준간의 비교 문서 발간 - 인체에 대한 선량기준, 방사선 관리구역 및 차폐, 선량평가에 대한 국제기준의 국내 적용성 및 차이점 비교 - 국내 (선량제한치 등의) 규제기준과 안전성 증진에 소요되는 비용간 상관관계 조사 - 안전성 증진에 소요되는 비용과의 관계 조사 - 방사선차폐기준 강화 및 감시구역 도입에 따른 비용관계 조사 - 방사선시설 이용환경(운영절차, 피폭을 유발하는 주요직무, 직무 규정 등) 기초조사 - 공공(원자력발전소, 핵주기시설, 방사성폐기물처리시설) 및 민간(비발전분야) 공동활용 방안 수립 - 민간(비발전분야)의 방사선이용환경(운영절차, 직무특성 등) 자료 수집 방법 검토 - 취급시간-피폭선량과의 상관관계 분석 방법론 및 기존피폭선량 DB 비교·검증을 위한 선량평가 방법론 마련 - 분야별 방사선작업종사자의 방사선(원) 취급시간과 피폭선량과의 상관관계 조사 - 분야별 방사선 작업의 특성(단위 작업, 작업 시간, 개인피폭선량 등) 조사 - 분야별 방사선 이용환경(시간, 피폭선량 등) 분석을 위한 설문조사 수행 및 결과 분석 - 방사선작업종사자 분야별 취급시간-피폭선량 상관관계 - 선원 또는 직무별 피폭 상황에 따른 주요 피폭경로 및 선량평가 방법 제시 - 선원 또는 직무별 국내/외 방사선작업종사자의 선량제약치 조사 - 선원 또는 직무별 선량제약치 설정방법 제시 - 선원 또는 직무별 방사선작업종사자의 선량제약치 제안 - 방사선방호 최적화를 위한 표준 절차 개발 - 원자력이용시설의 부지 경계, 선원의 분류, 대표인에 대한 개념 설정 및 정의 도출 - 선원 또는 직무별 피폭상황에 따른 피폭경로 및 시나리오 도출 - 금전계수 산출을 위한 통계적 생명가치(VSL) 도출 방법론 고찰 - CVM을 분석을 위한 전문가검토, 표적집단토론회, 사전조사의 방법을 이용 설문지 개발 ◼ 2단계 ❏ 목표 - 미국 등 해외 금전계수 규제기준 분석 - 환경상 위해방지 적용에 대한 국내 현황 검토 - 선량제약치 도입에 따른 규제기준 제·개정 검토 - 최대피폭개인(혹은 대표인)에 대한 국내 연구 및 규제사례 분석 - 원자력이용시설의 부지경계, 선원의 분류, 대표인에 대한 개념 설정 및 정의 도출 - 선원 또는 직무별 피폭상황에 따른 주요 피폭경로 및 선량평가 방법 제시 - 원자력안전법령에 제시된 방사선량 등의 근거가 되는 국제기준·해외기준 조사 - 원자력안전법령내 제시된 인체에 대한 선량기준, 방사선관리구역 및 차폐, 선량평가 관련 국제기준조사 - 미국, 캐나다, 일본, 유럽 주요국의 해외 방사선방호체계 기준 조사 - 방사선작업종사자 및 시설 방사선방호 최적화 사례 예비 조사 - 방사선방호기준 설정배경, 산출원리, 해당 기준 산출에 사용된 변수 값 등 조사·분석 - 국제기구, 국외기구의 방사선작업종사자 방호기준 산출 계산식, 선량환산계수 등 산출 배경, 근거 분석 - 국제기준과 국내기준간의 비교 문서 발간 - 인체에 대한 선량기준, 방사선 관리구역 및 차폐, 선량평가에 대한 국제기준의 국내 적용성 및 차이점 비교 - 국내 (선량제한치 등의) 규제기준과 안전성 증진에 소요되는 비용간 상관관계 조사 - 안전성 증진에 소요되는 비용과의 관계 조사 - 방사선차폐기준 강화 및 감시구역 도입에 따른 비용관계 조사 - 방사선시설 이용환경(운영절차, 피폭을 유발하는 주요직무, 직무 규정 등) 기초조사 - 공공(원자력발전소, 핵주기시설, 방사성폐기물처리시설) 및 민간(비발전분야) 공동활용 방안 수립 - 민간(비발전분야)의 방사선이용환경(운영절차, 직무특성 등) 자료 수집 방법 검토 - 취급시간-피폭선량과의 상관관계 분석 방법론 및 기존피폭선량 DB 비교·검증을 위한 선량평가 방법론 마련 - 분야별 방사선작업종사자의 방사선(원) 취급시간과 피폭선량과의 상관관계 조사 - 분야별 방사선 작업의 특성(단위 작업, 작업 시간, 개인피폭선량 등) 조사 - 분야별 방사선 이용환경(시간, 피폭선량 등) 분석을 위한 설문조사 수행 및 결과 분석 - 방사선작업종사자 분야별 취급시간-피폭선량 상관관계 - 선원 또는 직무별 피폭 상황에 따른 주요 피폭경로 및 선량평가 방법 제시 - 선원 또는 직무별 국내/외 방사선작업종사자의 선량제약치 조사 - 선원 또는 직무별 선량제약치 설정방법 제시 - 선원 또는 직무별 방사선작업종사자의 선량제약치 제안 - 방사선방호 최적화를 위한 표준 절차 개발 - 원자력이용시설의 부지 경계, 선원의 분류, 대표인에 대한 개념 설정 및 정의 도출 - 선원 또는 직무별 피폭상황에 따른 피폭경로 및 시나리오 도출 - 금전계수 산출을 위한 통계적 생명가치(VSL) 도출 방법론 고찰 - CVM을 분석을 위한 전문가검토, 표적집단토론회, 사전조사의 방법을 이용 설문지 개발 ❏ 내용 - 선원별 피폭상황에 대한 방사선작업종사자의 선량제약치 및 참조준위 유도방법론 개발 ◦ 선원 또는 직무별 피폭상황에 따른 종사자 피폭량 조사 및 계산 ◦ 분야별 방사선 이용환경 분석을 위한 설문조사 추가 수행 및 결과 분석 ◦ 선원 또는 직무별 피폭상황에 따른 방사선작업종사자의 피폭량 조사 ◦ 피폭시나리오에 따른 선원 또는 직무별 방사선작업종사자의 피폭량 계산 - 선원별 피폭상황에 대한 일반인 선량제약치 및 참조준위 유도 방법론 개발 ◦ 우리나라 국민이 방사선(원)에 직접 노출될 수 있는 주요 상황 및 피폭경로 제시(결정집단, 대표인 중심) ◦ 우리나라 국민의 방사선 이용 환경을 고려한 선원의 분류 ◦ 선원별 피폭상황에 따른 피폭경로 및 피폭시나리오 도출 ◦ 선원 또는 직무별 피폭상황에 따른 일반인 피폭량 조사 및 계산 ◦ 선량제약치, 참조준위 설정을 위한 선원별 피폭상황에 따른 대표인의 선량평가 결과 제시 ◦ 대표인 선량평가를 위한 전산프로그램 개발 - 방사선방호 최적화를 위한 평가방법론 개발 - 최적화 기준의 활용을 위한 제도개선(안) 도출 - 국내 현황을 반영한 선량 금전계수 산출근거 제시 - 방사선방호 최적화(편익 극대화)를 위한 평가방법론 개발 - 우리나라 방사선안전 기준의 설정근거와 변경이력, 해외기준과의 비교자료 발간 - 최적화 기준의 활용을 위한 제도개선(안) 제시 ◦ 선원별 피폭상황에 대한 종사자 선량제약치 및 참조준위에 대한 학계, 산업계 의견수렴 - 선원별 피폭상황에 대한 종사자, 일반인 선량제약치 및 참조준위 최종 제시 ▣ 연구개발성과 □ 원자력안전성과 - 안전기술보고서(N-STAR)(건) : 23건 발간 □ 과학기술성과 - 논문(건) : 국내 13편 게재, 국외 3편 게재 - 학술대회 발표 : 국내 77건, 국외 15건 □ 인력양성성과 ◦ 학위취득(명) : 석사 13명, 박사 1명 ◦ 연수지원(명) : 단기 14명(1차년도 2명, 2-5차 각 3명) □ 기타 연구성과 - 국제표준(ISO) 채택 : 1건 - S/W등록 : 2건, 성과홍보: 2건, 수상 2건 □ 정성적 성과 ▣ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 (활용계획) - 현재 방사선방호 기준의 타당성에 대한 분석결과를 바탕으로 방사선방호기준을 국내환경에 적합하게 개정하는데 활용함 - 방사선 이용분야별 선량 제약치 등 최적화 기준을 권고함으로써 방사선이용기관의 자발적 안전관리를 촉진하는데 활용함 - 방사선방호 규제신설‧강화 시 금전계수를 사용한 정량적 규제영향분석결과 도출에 활용함 (기대효과) - 그간의 선량한도 중심의 안전관리에서 벗어나 방사선방호의 최적화가 이루어짐으로써 국제기준에 보다 부합하는 안전관리체계가 구축과 동시에 방사선작업종사자 및 일반국민의 방사선안전을 보다 제고 가능함 - 방사선안전규제 도입 또는 규제강화 시 정량화되고 체계화된 비용‧편익분석이 가능함으로써 규제의 합리성 및 수용성 제고가 가능함 (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 정규환
• 주관연구기관 : 한국원자력안전기술원
• 발행년도 : 20230100
• Keyword : 1. 방사선방호 최적화;선량제약치;대표인;비용-편익분석;금전계수; 2. Optimization of Radiological Protection;Dose Constraint;Representative Person;cost benefit analysis;Monetization for Health Detriment;

□ 연구개발 목표 및 내용 ◼ 최종 목표 ○ 최신 국제기준 및 선진국의 규제사례를 반영한 천연방사성핵종 포함 생활밀착형 가공제품의 전주기 생애 방사선학적 안전성평가 방법론 개발 및 규제기반 요소기술 확보 ◼ 전체 내용 - (1단계 1차년도) NORM 함유 가공제품 관련 국내·외 최신 규제기준 및 평가모델 분석 - (1단계 2차년도) 국내 NORM 함유 가공제품 특성 반영 전주기 방사선 안전성평가 방법론 개발 - (2단계 1차년도) 국내 NORM 함유 가공제품 안전성평가 프로그램 개발 및 규제기반 요소기술 확보 ◼ 1단계(‘20~’21) ❏ 목표 ○ NORM 포함 가공제품 관련 국내외 최신 규제기준 및 평가모델 분석 ❏ 내용 - 국내·외 NORM 함유 가공제품 규제기준 및 규제사례 분석 - 국외 NORM 함유 가공제품의 안전성평가 모델 분석 - NORM 함유 가공제품의 국제교역 관련 국내외 현황 조사·분석 - 국내 NORM 함유 가공제품의 특성조사 및 빅데이터 분석 - 가공제품 유형별 전주기 방사선학적 안전성평가 프로토콜 개발 - 국제교역 시 면제기준 개발방향 수립 ◼ 2단계(‘22) ❏ 목표 ○ NORM 함유 가공제품 안전성평가 프로그램 개발 및 규제기반 요소기술 확보 ❏ 내용 - 빅데이터분석 기반 가공제품 방사선 안전성평가 프로그램 개발 - 가공제품 안전 강화 규제적용 기술배경자료 확보 - NORM 함유 가공제품의 전주기 방사선 안전성 평가지침(안) 및 국제교역 시 면제기준(안) 개발 □ 연구개발성과 ❍ N-STAR 안전기술보고서 4편 및 규제정책제안서 3편 ❍ 국내·외 논문 게재(국외 SCIE 학술지 논문 3편, 국내·외 학술발표회 논문 7편) ❍ 생활주변방사선 전문인력 양성(석사학위과정 대학원생 6명, 규제전문기관 인력 5명) □ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 ❍ 최근 원자력안전위원회가 개정한 ‘원자력 안전기준 강화 종합대책’ 중 생활방사선 제품안전 강화 관련 상세 규제지침 개발 및 NORM 함유 부적합 가공제품 관리방안 수립의 기술적 요소기술 및 근거자료로 활용함 ❍ 방사성물질이 함유된 상품의 국내외 유통과정에서 필요한 안전기준 제시 ❍ 국민 일상생활과 매우 밀접한 천연방사선핵종 함유 가공제품에 대한 방사선 안심기술 확보로 방사선피폭에 대한 국민 불안감 해소 및 사회적 갈등 최소화 (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 김주열
• 주관연구기관 : 한국전력국제원자력대학원대학교
• 발행년도 : 20230100
• Keyword : 1. 천연방사성핵종 포함 물질;가공제품;전주기 평가;방사선 안전성평가;생활방사선; 2. Naturally-Occuring Radioactive Material(NORM);Consumer Product;Life-cycle Assessment (LCA);Radiation Safety Assessment;Radiation in the Natural Environment;

□ 연구개발 목표 및 내용 ◼ 최종 목표 중대사고시 격납건물 건전성을 위협하는 주요 현상 및 안전현안에 대한 평가 및 규제기술 개발 ◼ 전체 내용 - 노외 노심용융물 냉각 성능에 대한 평가·규제기술 확보 - 중대사고시 재임계 및 핵분열 생성물 거동 평가·규제기술 확보 - 중대사고시 원자로냉각재계통(RCS) 압력경계 건전성에 관한 평가·규제기술 확보 ◼ 1단계 ❏ 목표 중대사고시 격납건물 건전성을 위협하는 주요 현상 및 안전현안에 대한 기술현황 및 이론적 근거 확보 ❏ 내용 - 노심용융물 노외 냉각 성능에 관한 기술현황/규제동향 분석, 요소 현상별 불확실성 특성 평가 및 기존 전산코드 평가 - 중대사고시 재임계 가능성 및 격납건물 내 핵분열생성물 거동 실험/모델 현황 분석 및 전산코드 평가체계 개발/검증 - 중대사고시 원자로냉각재계통(RCS) 압력경계 건전성 및 격납건물 하중관련 실험/모델 현황 분석 및 실험을 활용한 전산코드 평가 체계 개발/검증 - 노심용융물 노외 냉각 핵심현상 실험장비 구축/실험 수행 및 모델 개발 ◼ 2단계 ❏ 목표 중대사고시 격납건물 건전성을 위협하는 주요 현상 및 안전현안에 대한 거동평가 방법론 개발 ❏ 내용 - 노심용융물 노외 냉각 성능 규제 평가방법론 개발 및 심사지침(안) 개발 - 중대사고시 재임계 가능성 및 격납건물 내 핵분열생성물 거동 규제 평가방법론(안) 개발 - 중대사고시 원자로냉각재계통(RCS) 압력경계 건전성 평가방법론(안) 개발 - 노심용융물 노외 냉각성능 실험 수행 및 모델 개발/검증 및 고도화 □ 연구개발성과 ○ 정량적 성과 - 안전기술보고서(N-STAR): 33건 - 국외논문: SCI 20건 - 학술대회발표: 82건 (국외 39건, 국내 43건) ○ 정성적 성과 - 중대사고시 격납건물 건전성을 위협하는 주요 현상 및 안전현안에 대한 기술현황 및 이론적 근거 확보 - 중대사고 시 원자로용기 및 원자로냉각재계통 파손 평가와 격납건물 동하중 정량 평가 및 구조건전성 평가를 위해 기술현황 분석 및 방법론 개발 기반 확보 - 기존 전산코드 평가체계 분석 및 노외 노심용융물 냉각 성능 평가 모델 개발을 위한 핵심현상 실험 수행 □ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 ○ (활용 계획) 2016. 06에 개정된 “원자력 안전법“ 시행 3년 이내에 사고관리 계획서를 제출하도록 하고 있으며, 사고관리계획서내의 중대사고 완화능력평가 심사에 활용함. - 노외 노심용융물 냉각 성능 평가 - 격납건물 우회사고 평가 - 격납건물 동하중 요인에 대한 격납건물 건전성 평가 - 규제용 전산모델 및 방법론을 활용한 검증계산 수행 - 미해결 안전현안들에 대한 평가방법론 확보 ○ (기대효과) 격납건물 안전성 검증을 통한 국민 수용성 제고 - 중대사고 대처 전략 및 관련 설계기술에 대한 보다 정확하고 효과적인 규제기술 적용을 통하여 대외 공신력을 확보하고 국민정서에 부합하는 원전 안전성을 확보함. - 중대사고에 대한 국내 규제연구 인프라 강화를 통하여 향후 발생할 수 있는 중대사고 현안에 대한 효율적인 대처 체계를 마련함. (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 조용진
• 주관연구기관 : 한국원자력안전기술원
• 발행년도 : 20230400
• Keyword : 1. 노심용융물 노외 냉각 성능;원자로냉각재계통 압력경계 건전성;격납건물 동하중;재임계 가능성;핵분열생성물 거동 모델; 2. Exvessel Corium Coolability;RCS Pressure Boundary Integrity;Containment Dynamic Load;Recriticality;Fission Product Behavior Model;

□ 연구개요 방사선 및 항암제로 치료받는 암환자들이 암치료이후 삶의 질이 떨어지고 혈관손상으로 인한 2차 질환, 특히 뇌손상 및 뇌인지장애로 고통받지 않게 하기 위해서 암치료과정 중 혈관 위해도를 예측하고 나아가 예방할 수 있는 바이오마커(IGFBP5 및 히스톤메틸화 효소)를 발굴하는 것이 최종 목표이며, 이를 규명하기 위해 후생유전학적 접근과 세포 패턴 변화를 분석하여 동물모델에서 뇌 인지장애를 평가할 수 있는 방법을 개발하고, IGFBP5의 기능과 관련된 새로운 분자 매커니즘을 밝히는 것이 목표임. □ 연구 목표대비 연구결과 • IGFBP5에 의한 히스톤 메틸화 분석 : IGFBP5 단배질에 의한 H3의 lysine잔기의 메틸화(tri-methylation) 증가를 확인, 후성유전적 영향을 줄 수 있음을 규명 • 히스톤 탈메틸화에 의한 뇌혈관세포의 효과 : 히스톤 메틸화에 의한 뇌혈관 손상을 확인, 탈메틸화 효소에 의한, IGFBP5의 발현 조절에 의한 뇌혈관세포 손상 억제를 확인 • 히스톤 메틸화를 매개로 한 IGFBP5의 전사조절 타겟 유전자 규명 : IGFBP5 전사조절은 전사인자인 BRD7과 PGC1a와 상호작용하는 것으로 밝혔으며, 이 하부의 조절 타겟 유전자, 특히 뇌혈관대사인자를 조절함을 규명 • IGFBP5 억제에 의한 방사선 뇌혈관세포 손상 억제 효과 : IGFBP5의 발현 억제, 저해제(Nisol)에 의한 뇌혈관세포 손상이 억제됨을 확인 • 동물모델의 뇌인지장애 평가 : 방사선을 이용하여 마우스 인지능력시험을 통해 IGFBP5 저해제(Nisol)의 인지장애 억제 효과를 확인 □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성) • 혈액순환 단백질인 IGFBP5의 새로운 기능 규명으로 노화 및 혈관질환, 뇌질환 연구 및 혈액진단 분야의 기초자료로 사용될 수 있음 • 혈액순환인자와 후성유전학의 관계 규명으로 외부환경에 대한 인체영향 연구에 활용이 가능 • 방사선치료 및 항암치료시 뇌혈관독성 및 뇌인지장애를 예측할 수 있는 바이오마커로 활용 • 신규 핵심 혈관부작용인자 도출로 뇌혈관부작용을 줄일 수 있는 의약품 개발 및 항암치료보조제로 활용 • 항암치료 환자들의 삶의 질 향상에 기여 - 현재 방사선종양학과에서 치료부작용 완화제에 대한 요구가 많음 - 항암완치 후, 근소실, 혈관질환, 식욕부진 등 정상적인 삶에 방해되는 요소를 극복할 수 있는 치료에 사용 (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 김광석
• 주관연구기관 : 한국원자력의학원
• 발행년도 : 20230300
• Keyword : 1. 혈관손상;후성유전;방사선손상;히스톤메틸화;인지장애; 2. endothelial dysfunction;epigenetic;radiation damage;histone methylation;cognitive dysfunction;

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;

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;

Ⅳ. 연구개발결과 ○ 북극 현장 및 위성관측의 모델 입력자료 활용 자료동화 체계 - 전구 대기 자료동화 체계 수립 · 앙상블 기반 자료동화기법인 LETKF와 전구 대기모형 CAM을 기반으로 하는 전구 대기 자료동화체계 (CAM-LETKF)를 구축함 · 앙상블 기반 자료동화방법에서 나타나는 sampling problem을 완화하기 위하여, adaptive inflation과 covariance localization을 적용함 · 난수를 이용하여 초기 앙상블을 구성하는 스크립트, 종관 관측 (라디오존데, 항공기, 윈드프로파일러, 지상, 해상, 위성산출바람) 자료를 LETKF 시스템에서 활용할 수 있는 포맷으로 변환하는 스트립트, 그리고 자료동화 사이클링을 수행하기 위한 스크립트를 작성함 · 종관 관측 자료를 동화할 수 있는 전구 대기 자료동화체계 (CAM-LETKF)를 성공적으로 구축함 · 위성 복사휘도 관측 자료동화에 필수요소인 복사전달모형 (RTTOV)과 연동되어 있고 지구시스템모형의 성분모형인 해양, 해빙모형과의 인터페이스 (interface)가 확립되어 있는 DART 기반의 전구 대기 자료동화체계 (CAM6-DART)를 구축함 (개발 방향 변경) · 자료동화방법으로는 EAKF 방법을 이용하고, 앙상블 수 한계에서 오는 문제를 완화하기 위하여 inflation과 localization 기법을 적용함 · PrepBUFR 형태의 종관 관측 자료 외에, NetCDF 형태의 GPS RO 관측 자료, 그리고 HDF 형태의 위성 복사휘도 관측 자료를 DART 시스템이 받아들일 수 있는 “observation sequence” 형태로 변환하는 전처리과정을 구축함 · O-B, O-A 통계량 분석, ERA5 재분석자료와의 비교를 통해 생산한 분석장의 품질을 평가함 · 종관 관측 자료외에 위성 복사휘도 관측 자료까지 동화할 수 있는 전구 대기자료동화체계 (CAM6-DART)를 구축함 · 기구축된 전구 대기 자료동화체계를 고도화/최적화하고, 이를 이용하여 앙상블 재분석자료를 생산함 · 위성 복사휘도 관측 자료동화체계를 고도화하기 위하여, 품질검사 (quality control), 채널선택 (channel selection), 솎아내기 (thinning), 그리고 편차보정 (bias correction) 과정을 포함하는 전처리과정을 개발 · 이론적인 방법을 기반으로 위성 복사휘도 관측에 대한 관측 오차를 결정함 · GPS RO 관측 자료동화체계를 최적화하기 위하여, 자료동화에 사용되는 위성플랫폼의 추가, 관측연산자 (local, nonlocal)의 결정, 관측 오차 (고도와 위도의 함수)의 결정을 위한 연구를 수행함 · 고도화된 전구 대기 자료동화체계를 이용하여 자료동화 사이클링 실험을 수행하고, 각각의 관측종 동화가 분석장 품질에 미친 영향을 평가함 · 구축된 전구 대기 자료동화체계를 이용하여, 2017년부터 2022년까지의 기간에 대하여, 6시간 간격의 앙상블 재분석자료를 생산함 · 수평 해상도 2도, 앙상블 수 10개를 사용하였고, 생산된 재분석장을 ERA5 재분석자료와 비교하여 생산된 재분석장의 품질을 평가함 ○ 대기화학모형 결합 기반 북극-한반도 통합 재해기상 발생 진단/전망용 모델링 시스템 - 모델링 시스템 구축 · NCAR에서 배포하는 3종 전구대기화학모델의 특성을 조사하고 30년간의 기후실험을 통해 겨울철 모의 성능을 평가하였음 · CAM6, CAM6-Chem 모델 기반 모델링 시스템을 구축하고 20년간의 겨울철 과거 재예측 실험을 수행하여 겨울철 모의 성능을 비교 평가함 - 모델링 시스템 활용 북극-한반도 재해기상 발생 사례 진단 · 재분석 자료와 기후모델 실험 자료 분석을 통해 북극 증폭현상의 계절 특성을 파악하고 관련된 주요 메커니즘을 규명함 · 전구 대기모델링 시스템의 북극 겨울철 고온사례 모의 능력을 평가함 · 북대서양 진동에 대한 성층권 돌연승온 유형 의존성 검토. 음의 북대서양 진동이 선행하는 경우 하나의 극 소용돌이가 두 개의 조각으로 분리되는 전이형 분리 유형이 빈번하게 하게 발생 · 재분석 자료를 활용하여 세가지 성층권 돌연승온의 유형에 따라 20일 이내의 준계절 시간 규모에서 북반구 중위도 지역 대류권 한파 발생의 시기적, 지역적 차이를 확인 · 성층권 너징 실험을 통하여 준계절 시간 규모에서 성층권 돌연승온 발생 이후 겨울철 유라시아 지역의 한파 모의 정확도 향상 확인 · 여름철 북극 지역 악기상 및 대기 순환장의 패턴과 관련하여 중위도 지역 제트기류의 위치와 강도에 변화 발생하고, 이것이 동아시아 지역 여름 몬순과 연관된 순환장 변화 및 재해 기상에도 영향을 끼침 · KPOPS 예측 시스템에서도 여름철 악기상 관련 북극 대표 패턴을 관측과 유사하게 모의하고 있으며, 관련된 제트기류 변화도 유사하게 모의함. 특히 북극이 쌍극자 모드를 가질 때보다, 고압성/저압성 편차 단일 패턴을 가질 때 관측과 더 유사한 성능 보임 · KPOPS 예측 시스템 내 북극 주요 패턴 관련 여름철 중위도 재해 기상에 대한 모의 성능은, 지역별, 월별로 차이가 있으나 고온 편차에 대해서는 상대적으로 양호하나, 강수 편차는 모의 성능이 떨어지는 경향을 보임 · 한반도에서 발생하는 극도로 높은 (extremely high, EH) PM10 사례는 유라시아 규모의 대규모 대기 순환 패턴과 관련되어 있음 · EH 사례 발생 시 나타나는 한반도의 대기 정체 패턴은 북대서양 강제력의 영향을 받음 · 북대서양에서 연직으로 강하게 발달하는 고기압성 편차는 음의 와도 이류 강제력에 의해 유도됨 · 북대서양에서 강하게 발달하는 고기압성 편차로 인해 증폭되는 로스비 파동 에너지는 유라시아 대륙을 거쳐 한반도 지역으로 전파되어 대기 정체 패턴을 유발함 · 여름철 동아시아 폭염은 북극/시베리아 평원에서 기원하는 파동열의 대기 순환 패턴과 밀접하게 관련되어 있음 · 북극/시베리아 평원에서 강하게 발달하는 고기압성 편차는 음의 와도 이류에 의해 발달하여 복사 에너지의 증가를 유도함 · 북극/시베리아 평원에서의 증가된 복사 에너지는 양의 수증기 피드백을 통해 지표 기온과 비습을 증가됨 · 북극/시베리아 평원에서 강하게 발달하는 열적 고기압은 로스비 파동 에너지를 증폭시키고, 대기 상층 경로를 통해 전파되어 동아시아 지역의 폭염을 유발함 - 북극해 해양-해빙 모형 접합 성능 평가 · 해양-해빙 모형 접합에서 해양, 해빙 모형에서의 주요 모수들의 최적화를 수행하였고, 수직 격자 해상도의 증가를 통해 상층 해수특성 수직 구조를 향상시킴 · 모수 최적화와 개선된 격자 체계를 이용하여 북극해에서의 기후학적 순환장을 개선하였고, 이를 북극해로 유입되는 하천기원 담수의 이동을 이해하는데 활용할 수 있다는 것을 확인함 ○ 북극 육·해상 현장 관측 (준)실시간 수집 체계 확립 및 해상 에어로졸 통합관측 확장 - 북극 육·해상 현장 관측 (준)실시간 수집 및 분석 · 니알슨 다산기지 운영 대기관측과 아라온호 북극항해 시 라디오존데 상층기상 관측, 전지구 종관 및 위성 관측을 포함하는 웹기반 (준)실시간 수집 및 모니터링 체계를 구축함 · 북극 니알슨 제플린관측소에 설치된 2종의 구름입자센서(CDP2, BCPD)를 이용해 북극 저고도 구름입자의 크기, 수농도, 액상량을 연중 모니터링하였음. 일평균 액상량 기준으로 최고치일 경우 0.1 g/㎥ 수준의 값을 보였고, 신생입자가 생성되는 사례에서 수농도는 700 #/㎤ 수준의 값을 보였음. 하층운이 탐지된 경우를 선별하여 니알슨 CloudNet 자료와 비교 검증하는 후속 분석을 진행중임 · 니알슨의 경우 일반적으로 대기가 청정하여 도플러 윈드 라이다에서 바람이 측정되지 않는 경우가 발생하, 20개층 이상 고도의 바람 자료가 얻어지는 경우는 대체로 60% 전후의 비율을 보임. 또한 하층운이 분포하는 경우 구름 입자로 인해 구름하부 바람 자료 수득률이 높아지는 특징을 보임 · 이태리 극지연구소(ISP-CNR)과 협력하여 2차년도부터 CCT 타워의 고도별 기온, 습도, 풍향, 풍속, 기압 자료를 수집하고 있으며, 3차년도에는 독일 AWI와 협력하여 마이크로파라디오미터 장비에서 관측한 대류권내 기온 및 습도 분포 자료를 수집하고 있음 · 아라온호의 북극해 항해 기간 동안 정기적인 라디오존데 비양으로 상층기상 관측을 실시함 · 수집된 상층기상 자료를 위성 네트워크를 통해 준실시간 자료 전송 및 전세계 라디오존데 데이터 네트워크에 공유함 · 2021년 획득한 상층기상 자료를 활용하여 대류권 하층의 열역학 구조를 분석함. 여름철 북극해 대류권 하층은 고도 증가에 따라 온위가 일정한 근 중립 성층 구조를 가짐 · 2022년 획득한 상층기상 자료를 활용하여 저기압계 통과시기의 연직 대기 구조를 분석함 - 인위적 및 해양기원 에어로졸 농도 및 분포 변화 특성 · 베링해-서북극해 구간 에어로졸 시료 채취하여 화학 분석을 수행하였음 · 음이온 성분 (Cl−, methanesulfonic acid (MSA), NO3−, and SO42−)과 양이온 성분 (Na+, NH4+, K+, Mg2+, and Ca2+)의 분석을 수행하였고, 비해염성 황산염 (non-sea-salt sulfate; nss-SO42−) 농도를 산출하였음 - 북극지역 에어로졸-구름의 입체 분포 및 장기변동 특성 · 지상·위성 관측자료를 이용하여 북극 에어로졸과 구름의 계절·경년 변동 특성을 분석함 · 아라온호에서 관측된 에어로졸의 특성을 분석함 · 북극 지역 에어로졸 주요 발생원 및 중위도에서 장거리 수송 영향을 분석함 · 니알슨(Ny-Ålesund) 과학기지의 구름 특성과 북극 종관 기상 패턴과의 연관성을 분석함 · 북극 구름 유형 분포와 장파 복사 수지와의 연관성을 분석함 - 해상 DMS 에어로졸 관련 화학반응 모의 · DMS의 배출량과 산화과정을 포함하여, 최신의 정보를 활용하여 향상된 DMS 및 MSA의 모델링을 지구시스템 모델에 도입함 · 대서양부근의 북극권에서는 고농도의 DMS가 모의되는 시기에 MSA도 증가한 것으로 보이나, 태평양 지역에서는 상대적으로 뚜렷하게 높은 DMS에도 불구하고 MSA의 농도의 증가나 미미하게 나타남 ○ 머신러닝 기반 한반도 미세먼지 중장기 예측 모델 개발 - 미세먼지 농도 예측 모델에 이용 가능한 잠재적 예측 인자의 수집 및 분석 · 한국, 중국 관측소에서 측정한 미세먼지 농도 자료를 수집하고 데이터베이스를 구축함 · PM 농도 자료의 시공간적 특성과 중장기 시간 규모에서의 상관성을 분석함 · 동아시아 기후, 대기질에 영향을 끼치는 북극, 고위도 지역의 기후인자를 수집하고 분석함 - 모델링 시스템 (KPOPS-Earth)의 기후 변수 모의 성능 평가 및 하반도 미세먼지와의 중장기 시간 규모 상관성 분석 · 4개의 변수(850-hPa 지위고도, 850-hPa 동서바람, 850-hPa 남북바람, 850-hPa 온도)에 대하여 KPOPS-Earth 과거 자료 모의의 성능을 평가함 · KPOPS-Earth 과거 모의 자료 기반 고위도 기후 인자와 한반도 미세먼지 간의 중장기 시간 규모에서의 상관성을 분석함 - 머신러닝 기법을 활용한 미세먼지 농도 예측 모델 개발 · 랜덤 포레스트 모델을 통해 예측 모델의 각 입력 변수별 중요도를 판단함 · 합성곱신경망 모델 기반으로 서울의 월평균 PM2.5 농도 예측을 하는 모델을 개발함 · 학습에서는 ERA5 재분석 자료만을 이용하고 예측에서는 ERA5 자료를 이용하는 모델(CNN-ERA5)과 KPOPS-Earth 자료를 이용하는 모델(CNN-KPOPS)이 개발됨 (출처 : 요약문 7p)

• 연구책임자 : 김주홍
• 주관연구기관 : 한국해양연구원 부설 극지연구소
• 발행년도 : 20230200
• Keyword : 1. 재해기상 모델링 시스템;대기 자료동화;에어로졸;구름;대기화학모형;미세먼지;중장기 예측; 2. High-impact weather modeling system;atmospheric data assimilation;aerosol;cloud;atmospheric chemistry model;fine dust;mid-to-long range forecast;