비공개항목입니다.

• 연구책임자 : 장경석
• 주관연구기관 : (주)유투엔지
• 발행년도 : 20230600
• Keyword : 1. 공기 시료 채집기;방사선 관리구역;진공 팬;IoT 임베디드 시스템;지능형 디지털 장비; 2. Air sampler;Radiation control area;Vacuum Fan;IoT Embedded system;Intelligent digital Equipment;

□ 연구개발 목표 및 내용 ◼ 최종 목표 원전 주변 지역 대중교통과 연계한 환경방사능 감시시스템 개발 ◼ 전체 내용 ○ 원전 주변 환경방사선 빅데이터 기반 통합 감시시스템 개발 - 원전 주변 환경방사선량 Mapping S/W 개발 - 원전 주변 비정상 방사선 준위 발생 여부 판별을 위한 빅데이터 기반 인공지능 분석 알고리즘 개발 - 정상/사고 시 PoI(Position of Interesting)를 활용한 주민 보호조치 매뉴얼 개발 ○ 버스를 활용한 실시간 방사선(능) 측정이 가능한 IoT 기반 환경 방사선(능) 측정시스템 개발 - 차량 탑재 가능한 방사선(능) 측정시스템 개발 - 양방향 통신 기반의 서버프로그램 개발 ◼ 1단계(1차년도) ❏ 목표 ○ 환경방사선량 Mapping 소프트웨어 개념설계 ○ 주민 보호조치에 대한 국내·외 제도 분석 ○ 빅데이터 분석 인공지능 알고리즘 개발 ○ 노선버스에 탑재 가능한 방사선측정 시스템 개념설계 및 최적 기술 선정 ❏ 내용 ○ 환경방사선량 Mapping 소프트웨어 개념설계 - 프로그램화면 구성 및 필요요소 개발 - 데이터 수집항목 및 실시간 표시 간격 설정 ○ 주민 보호조치에 대한 국내·외 제도 분석 - 국내·외 방사능 재난 시 주민 보호조치 매뉴얼 분석 - 국외 방사능 재난 사고 시 도출된 문제점 분석 ○ 빅데이터 분석 인공지능 알고리즘 개발 - 재난 상황 시 AI 활용 분야 국내·외 현황분석 - 재난 발생 시 AI 활용 문헌 조사/기술 분석 - 빅데이터 분석 알고리즘 개발 ○ 노선버스에 탑재 가능한 방사선측정 시스템 개념설계 및 최적 기술 선정 - 방사선(능)측정 기술 조사 및 분석 - 차량 설치형 방사선(능) 측정 모듈 개념설계 - 예비성능 평가를 통한 최적화 및 개념설계 ◼ 1단계(2차년도) ❏ 목표 ○ 원전 주변 환경방사선량 Mapping 소프트웨어 개발 ○ 주민 보호조치 매뉴얼 개정안 개발 ○ 빅데이터 기반 의사결정 AI 시스템 개발 ○ 방사선(능) 측정 모듈 제작 및 성능 평가 ○ 양방향 통신 기반 서버프로그램 개발 ❏ 내용 ○ 원전 주변 환경방사선량 Mapping 소프트웨어 개발 - 차량 GPS를 활용한 방사선량 Mapping 시작품 제작 ○ 주민 보호조치 매뉴얼 개정안 개발 - 주민 보호조치 매뉴얼 초안 작성 - 자문단을 통한 주민 보호조치 매뉴얼 적합성 검증 ○ 빅데이터 기반 의사결정 AI 시스템 개발 - 빅데이터 분석에 따른 배경 방사선 변동 폭 분석 - 과거사고 사례 기반 AI 딥러닝 학습수행 ○ 차량 탑재형 방사선(능) 측정 모듈 제작 및 성능 평가 - 최적 기술 및 개념 적용 방사선측정 시스템 제작 - 테스트 보드 제작 후 특성 시험 및 선량환산 알고리즘 개발 - GPS 및 통신 장비, 디스플레이 장치 모듈 구성 - 수신 방사선 정보 처리 및 데이터베이스 구축 - 데이터베이스 기반 Mapping 도식 ○ 양방향 통신 기반 서버프로그램 개발 - 위험지역에 있는 측정 모듈의 현장대처 문구 및 안내 음성 전송 ◼ 2단계 ❏ 목표 ○ 환경방사선량 Mapping 소프트웨어 평가 ○ 주민 보호조치 매뉴얼 검증 ○ PoI 위치 정보 연동에 따른 주민 보호 의사결정 AI 성능 평가 ○ 노선버스를 이용한 방사선측정시스템 적용성 평가 및 성능 최적화 ❏ 내용 ○ 환경방사선량 Mapping 소프트웨어 평가 - 환경방사선량 Mapping 데이터 정확성 평가 - 오류 개선을 통한 정확성 개선 ○ 주민 보호조치 매뉴얼 검증 - 자문그룹 의견을 반영한 매뉴얼 개선 작업수행 ○ PoI 위치 정보 연동에 따른 주민 보호 의사결정 AI 성능 평가 - 방사선량 기반 AI 주민 보호조치 의사결정 타당성 평가 ○ 노선버스를 이용한 방사선측정시스템 적용성 평가 및 성능 최적화 - 목표 성능지표 평가 - 대중교통을 이용한 현장 성능 평가 - 평가에 따른 피드백, 시스템 개선 □ 연구개발성과 안전기술보고서 (6건), 국내·외 논문 게재(SCI 3건, 비SCI 2건), 학술대회 발표 7건, 인력 양성(4명), 특허 출원(2건), 시제품 제작(1건), 장비 상용화(1건), SW 등록(2건) □ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 ○ 정상 운전 시 - 환경방사선(능) 데이터를 수집․관리하여 배경 방사선 준위 설정 근거로 활용 - 원자력/방사선 이용 확대에 따른 안전역량 강화 및 지자체/사업자/규제기관과의 연계 기대 - PoI(Post of Interesting, 예, 버스정류장)에 실시간 환경방사선량률을 표시하여 지역 주민의 원자력시설에 대한 불안감 해소 ○ 사고 시 - 빅데이터 분석을 통해 사고 초기 환경방사선량 변동이 설정치 초과 시 사고 여부 판단 및 초기 긴급조치에 대한 근거로 활용 - PoI를 통해, 인근 주민에게 실시간 환경방사선량에 따른 행동요령을 포함한 인접 구호소/대피소 등 안내 - AtomCARE 가동 전, 중앙/현장방사능 방재지휘센터, 현장지휘소(기초 자치단체), 사업 자가 상황판단 및 의사 결정하는데 참고할 수 있도록 실시간 수집 데이터에 대한 AI 분석 결과를 제공 (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 문주현
• 주관연구기관 : 단국대학교
• 발행년도 : 20230400
• Keyword : 1. 방사능 사고대응;빅데이터 분석;인공지능 의사결정;주민 보호;무선 방사능 계측; 2. Radiological emergency preparedness;Big data analysis;Artificial intelligence decision making;Resident protection;Wireless radioactivity measurement;

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 최종목표:경수로형 SMR 대상 사고완화전략 수립을 위한 공기 자연대류 열전달 모델 개발 및 장기냉각성능 평가 본 연구개발 수행을 통해 경수로형 SMR 대상 공랭식 피동잔열제거계통의 냉각성능을 적절히 예측할 수 있는 열전달 모델 개발 및 반영을 통해 계통 냉각성능 평가 및 장기냉각전략(무한냉각) 수립을 목표로 한다. □ 연구 목표대비 연구결과 1. 실험결과 기반으로 기존 공기 자연대류 열전달 상관식의 냉각성능 예측성을 평가 ○ 수직 평행판(Vertical parallel plates) 내 공기 자연대류 열전달 관련 선행연구 조사 및 실험 수행 및 코드해석결과 비교를 통해 200 ℃ 이상의 벽면온도조건에서 적절한 냉각성능예측이 어려움을 확인함. 2. 혼합대류 형태의 상관식 개발을 통해 경계조건, 댐퍼조건에 따른 냉각성능 예측성을 개선 ○ 경계조건 증가 시 유량 증가에 따른 열전달 성능 증가 (Ra#↓,Re#↑,Nu#↑)효과와 댐퍼폐쇄에 따른 유량 감소에 의한 열전달 성능 감소(Ra#↓,Re#↓,Nu#↓)를 동시에 고려할 수 있는 혼합대류 형태의 상관식을 적용하여 냉각성능 예측성을 개선하였음. 3. NuScale & i-SMR 대상 공랭식 피동잔열제거계통 도입 시 장기냉각성능을 평가 ○ NuScale을 대상으로 공랭식 피동잔열제거계통 도입을 고려할 시, 공랭식 피동 잔열제거계통의 냉각을 통해 공동수조 내 냉각수 비등을 통한 냉각을 공기냉각으로 대체할 수 있으며 3일 이후부터는 공기냉각을 통해 냉각이 가능함을 확인함. ○ i-SMR의을 대상으로 공랭식 피동잔열제거계통 도입을 고려할 시, 기존 환형유로 형태의 계통 대비 160% 냉각성능 증진을 확인하였으며 약 8일 이후부터는 단독냉각이 가능하며 약 800ton의 냉각수 용량을 절감할 수 있는 것을 확인하였음. 4. 격납용기 하부형상을 고려하여 다차원 유동효과 실험을 통해 1D코드 해석결과의 신뢰성 검증 ○ 하부채널 간격(B) 변화는 전체 냉각성능 변화에 큰 영향을 미치지 않으며 상부 채널 간격(G)에 따라서 내부유동 형태 및 전체 냉각성능이 결정되는 것을 근거로 MARS-KS 코드해석 시 하부 채널에서의 다차원 유동효과가 고려되지 않더라도 해석결과에 큰 영향이 없으며 결과의 신뢰성에는 영향이 없음을 확인함. □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) 국내 개발SMR의 경쟁력 강화 및 세계최고수준의 피동냉각성능을 확보를 통한 시장 경쟁우위 확보에 기여 SMR의 안전관리체계 구축 및 규제체제 개발(인허가 규제요건) 시, 예비안전성 분석 등에 적극 활용 (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 김경문
• 주관연구기관 : 인천대학교
• 발행년도 : 20230700
• Keyword : 1. 공기냉각;소형모듈원자로;피동냉각;원자력열수력;열전달 상관식; 2. Air-cooling;Small Modular Reactor;Passive cooling;Nuclear thermal-hydraulics;Heat transfer correlation;

□ 연구개요 본 연구에서는 높은 광발광 양자수율, 좁은 반치폭 및 높은 전하 이동 특성으로 태양전지, 방사선 검출과 영상 분야에서 강력한 후보물질로 연구되고 있는 페로브스카이트양자점를 치료방사선분야에서 방사선 검출기로써 활용가능성을 연구함. 이를 위해 양자점이 도핑된 유기액체신틸레이터를 제작하였으며 방사선에 대한 섬광학적 특성을 확인함. 브롬과 톨루엔 그리고 유기분자를 조합한 액체신틸레이터에서 방사선에 대한 반응성이 가장 우수하였으며 해당 샘플에 대한 선량학적특성에 대하여 연구하였으며 환자치료 정도관리를 위한 2차원 및 3차원 방사선량 측정에 대한 활용가능성에 대한 연구를 수행함. □ 연구 목표대비 연구결과 페로브스카이트 양자점(CsPbX3, X= Br, I, Cl), 유기분자(PPO)와 무극성용매(Cyclohexane, Toluene, Octane)를 혼합하여 기존 Core/shell 구조 양자점 및 페로브스카이트 양자점 대비 섬광효율이 우수한 유기액체신틸레이터 개발하였음. 치료방사선에 대한 양자점 할로겐화물 조성비, 용매의 종류 및 유기분자 비율에 따른 반응성을 확인, 반응성이 우수한 샘플에 대한 물리적·광학적 특성연구를 수행하였음. (균일성, 노화도, 방사선에 대한 내구성, Quenching 효과 등) 치료방사선 분야의 다양한 방사선 조사 조건에 따른 선량계 특성 측정을 위해 섬광신호를 집적할 수 있는 테프론에 광섬유를 연결하여 제작된 신틸레이터의 섬광신호 수집시스템을 구축하였음. 방사선량에 대한 섬광신호의 선형성 및 포화정도, 분당선량률, 방사선의 종류(Photon & electron), 선질에(4 - 15 MV, 6 - 20 MeV) 따른 섬광신호 특성 측정하였고 치료방사선에 대하여 제작된 양자점 선량계와 이온전리함등 상용선량계의 비교를 통한 선량 측정 정확도 및 실무활용성을 평가하였으며 50Gy 미만의 방사선에 대해 선형성과 재현성을 확인하였고 이후 선형적으로 섬광신호 감소함을 확인하였음. Charge-Coupled Device(CCD) 및 Plenoptic Camera를 이용하여 2D 및 3D dosimetry를 위한 측정기구 제작 및 분석 프로토콜 수립하였고 이를 활용하여 치료용 전자선형가속기에서 신틸레이션 영상획득·영상평가를 수행하여 선량평가 시스템을 구축하였음. 양자점이 용해된 신틸레이터를 이용하여 획득된 2차원 영상의 선량변환, Gamma evaluation 방법을 이용한 치료계획 선량과 비교·평가, EPID를 이용한 Portal dosimetry 방법과 비교를 통하여 임상적 활용가능성 평가를 수행하였으며 Plenoptic 카메라를 이용한 3D 차원 선량측정방법 개발·측정시스템 구축 및 임상활용가능성 평가를 수행하였음. □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성) 본 연구를 통하여 페로브스카이트 양자점과 유기물질을 혼합하여 저단가, 고효율, 대량생산이 가능한 유기액체신틸레이터를 제작되었으며 이에 대한 방사선에 대한 선량계적 특성을 연구함으로써 기존 상용 선량계보다 편의성이 높고 실시간 선량측정이 가능하며 2차원 및 3차원 방사선량 측정이 가능한 액체섬광체를 개발하였음. 특히 연구된 2차원 및 3차원 선량측정은 방사선치료영역 전반에 대한 방사선 전달정도를 확인가능하도록 하고 측정에 대한 단가를 낮추어 방사선치료 질을 향상 및 경제적이득이 있을것으로 기대함. 저단가·고효율로 태양전지분야에서 핵심미래기술로 연구되고있는 페로브스카이트 양자점기술과 유기물을 혼합한 형태의 방사선량측정방법은 기존기술보다 광효율이 8배이상 우수하기 때문에 저선량의 방사선까지 측정가능하고 다양한 방사선검출산업 분야에서 활용 가능할 것으로 기대함. (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 김성우
• 주관연구기관 : 서울아산병원
• 발행년도 : 20230300
• Keyword : 1. 방사선치료;방사선량측정기;페로브스카이트 양자점;유기신틸레이터;선량측정기기; 2. Radiation therapy;Radiation dosimeter;Perovskite quantum dot;Organic scintillator;Dosimetry device;

비공개항목입니다.

• 연구책임자 : 백종학
• 주관연구기관 : 이티유(ETU)
• 발행년도 : 20230600
• Keyword : 1. 내방사선;전원공급장치;원자력발전소;조명기기;회로설계; 2. Radiation hardening;Power supply;Nuclear power plant;Light system;Circuit design;

□ 연구개요 기능성 식이 성분(FDC: filbertone)에 의한 비만성/신경 퇴행성 뇌질환 Parkinson Diseases(PD) 예방 가능성을 규명하기 위해, 신경세포에서의 autophgy 활성화 효능 연구와 PD 원인이 되는 alpha-synuclein(alpha-syn)의 축적을 제어하는 기전을 in vitro (neural cell lines)와 in vivo (비만 혹은 MPTP에 의하여 유도된 mouse 모델)에서 연구함 □ 연구 목표대비 연구결과 ○ 1차년도: FDC에 의한 Autophagy활성화를 통한 alpha-synuclein (syn) 축적 분해 효능 및 기전 분석 ∎ Neuronal cells에서 FDC에 의한 autophagy 활성 분석 ∎ SH-SY5Y cells에 alpha-syn-A53T plasmid을 과 발현시킨 후 FDC에 의한 alpha-syn의 양 조절분석 ∎ Neuronal cells에서 FDC에 의한 TFEB 활성 및 autophagy-lysosome pathway (ALP) gene분석을 목표로 연구한 결과, -Filbertone은 PD의 병인성 물질의 한 종류인 alpha-syn의 축적을 감소시킴으로써 PD의 개선제로서의 가능성을 제시함. 즉, filbertone은 mtROS의 생성을 증가 시켜 PERK을 활성화시켜 TFEB의 nuclear translocation을 증가시킴으로써 TFEB의 target genes인 ALP의 유전자들을 증가시켜 ALP를 활성화시켜 축적된 alpha-syn을 감소시킴 ○ 2차년도:비만 혹은 MPTP에 의한 PD모델에서 FDC에 의한 PD억제 효능 및 기전 분석 ∎ 비만성 PD에서 FDC의 억제 기전 규명 ∎ MPTP에 의한 PD에서 FDC의 효능과 기능 규명 ∎ FDC효능과 FDC-TFEB nuclear translocation 의 연관성 규명을 목표로 연구한 결과, -Filbertone은 ALP관련 유전자의 발현을 증가시킴으로써 HFD 혹은 MPTP에 의하여 mid-brain에 축적된 alpha-syn을 감소시켜 PD을 개선시킬 수 있음 □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) 1) 연구개발성과의 활용방안 ∎ PD는 alpha-syn 단백질의 misfolded protein축적에 의하여 일어나는 현상으로 현재까지 치료방법이 없으며, 뚜렷한 예방책도 제시되어 있지 못함 ∎ 본 연구는, FDC에 의한 autophagy 활성화 작용과 alpha-syn축적 억제 및 기전규명을 통해 PD 예방효능을 가진 새로운 기능성 식이성분 개발이 가능하며, 국민보건건강증진을 위한 중요한 기초정보를 제공해줌 ∎ FDC의 PERK활성 조절에 관한 연구는 전무한 상태이므로 이 기전의 증명은 PD예방용 기능성 식이성분 개발을 위한 중요한 기초 자료가 될 것이며, 국제수준의 학술적 연구 성과를 올리는 기회가 될 수 있음 ∎ 또한, FDC의 PD예방 효능을 세계 최초로 규명함으로써 신 기능성 식품소재 개발 활용 및 의료용 치료제 개발 등의 산업적 경제 효과를 기대할 수 있음 2) 연구개발성과의 기대효과 ∎ 비만성/신경 퇴행성질환인 PD의 효과적인 억제작용 및 기전을 규명하는 기초 정보 제공 ∎ FDC의 PD 억제 효능을 가진 새로운 PD 예방효능을 가진 기능성 성분 개발 가능성을 제시함 (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 유리나
• 주관연구기관 : 울산대학교
• 발행년도 : 20230300
• Keyword : 1. 기능성 식이 성분;파킨스병;신경퇴행성 질환;자가포식;비만; 2. Functional Dietary Component;Parkinson’s disease;Neurodegenerative disease;Autophagy;Obesity;

□ 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;

□ 연구개발 목표 및 내용 ◎ 최종 목표 ○ 본 연구의 목표는 용기에 장전된 상태의 사용후핵연료에 충격하중이 가해졌을 때 연료 파손확률(Fuel Damage Probability)을 평가하는 수치적 기법을 개발하는 것임 ● 상기 목표의 달성을 위하여 아래의 세부 목표를 수립 ▷ 사용후핵연료봉 충격거동 등가 해석모델의 개발 ▷ 피복관 취약성을 고려한 해석기법의 개발 ▷ 충격에 의한 사용후핵연료 손상확률 평가 방법론 구축 ◎ 전체 내용 ● 1차년도: 사용후핵연료봉 충격거동 등가 해석모델의 개발 ▷ 사용후핵연료봉 등가해석 모델의 개발 : 사용후핵연료봉 해석모델 단순화 기법의 비교 분석 및 수직/수평 충격하중에 대한 거동 모사가 가능한 최적화 단순화 모델 개발 ▷ 피복관 파손평가 기준 비교평가 : 피복관 파손평가 기준으로 주로 사용되는 임계소성변형률, 임계변형률 에너지, 파괴인성 등의 척도에 대한 비교 평가 ● 2차년도: 피복관의 취약성을 고려한 해석기법의 개발 ▷ 수소화물을 고려한 해석기법 개발 : 피복관에 존재하는 반경/원주방향 수소화물의 영향을 평가하고 충격하중에 대한 저항성에 미치는 영향을 정량적으로 평가 ▷ 기계적 사전 손상을 고려한 해석기법의 개발 : 수소화물렌즈, 프레팅 마모영역 등 피복관에 상존하는 손상을 고려한 단일 연료봉 해석 기법 개발 및 파손 저항성 평가 ● 3차년도: 충격에 의한 사용후핵연료 손상확률 평가방법론 개발 ▷ 핀치하중에 의한 연료봉 파손평가 기법의 개발 : 봉 대 봉 충돌, 지지격자와의 충돌 등으로 발생하는 핀치하중으로 인한 피복관의 파손을 평가하는 절차 및 방법 개발 ▷ 충격하중 조건 하에 핵연료다발 손상확률 평가: 용기 단위의 해석을 통하여 적재된 연료봉의 손상확률을 평가하는 전반적인 절차 및 핵심적 해석기법을 제시 □ 연구개발성과 ◎ (정성) 등가모델의 정확도 ○ 1차년도 ● 연차별 목표(조건/환경) : 수평, 수직 충격하중을 고려한 등가 연료봉 모델개발 ● 실적요약 - 다양한 파손기준에 대한 연구 및 비교평가 완료 - 최적화 기법을 활용 파손기준 및 PCI를 반영한 등가모델 개발 ○ 2차년도 ● 연차별 목표(조건/환경) : 등가모델의 적용성 및 한계성 평가 ● 실적요약 - 수평, 수직낙하 사고 조건에 대한 적용성 검토 - NRC 개발 등가모델과의 비교평가 ○ 3차년도 ● 연차별 목표(조건/환경) : 연료 손상확률 평가에서의 활용성 평가 ● 실적요약 - 연료다발 상세모델 및 단순화모델 구축에 활용 - 굽힘하중 및 핀치하중에 의한 파손평가 수행 ◎ (정성) 연료파손확률 평가의 정확도 ○ 1차년도 ● 연차별 목표(조건/환경) : 등가핵연료봉을 포함한 용기단위 해석모델의 개발 ● 실적요약 - 핵연료 21다발 적재가 가능한 용기모델 개발 - 연료다발 모델 및 용기 내부구조 모델 개발 ○ 2차년도 ● 연차별 목표(조건/환경) : 핀치하중에 대한 연료봉 취약성 평가 ● 실적요약 - 수소화물을 고려한 피복관의 핀치하중에 의한 파손 평가 기법 조사 - 수소화물이 존재하는 피복관의 미소구조 균열 전파형태 조사 - 미소구조 해석을 활용한 피복관의 파괴 거동 전산 모델 개발 ○ 3차년도 ● 연차별 목표(조건/환경) : 충격하중에 대한 연료다발 단위의 파손확률 평가 ● 실적요약 - 핀치하중에 대한 파손거동 모사 전산모델 개발 - 연료 다발 단순화 모델 개발 및 적용성 검증 - 충격가속도를 활용한 파손분석 및 연료 파손확률 평가 □ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 ● 연구개발성과 활용계획 ▷ 본 연구를 통하여 개발된 충격하중 조건에서의 핵연료의 파손확률 평가기법을 다양한 연료타입, 용기에 적용함으로써 위험도 평가의 핵심 요소인 핵물질의 방출 분율(release fraction) 계산을 보다 과학적으로 할 수 있게 됨 ▷ 보수적인 가정에 근거한 파손률을 대신하여 과학적 방법으로 계산된 파손확률을 운반·저장사업의 인허가를 위한 안전성평가에 활용함으로써 격납평가의 정확도를 개선 ● 기대효과 ▷ 사용후핵연료의 파손여부 평가는 원활하고 유연한 사용후핵연료 관리에 필수적인 요소로서 본 과제로 개발된 평가기법은 사용후핵연료 관리를 위한 국내 기술 수준 향상에도 기여할 것으로 기대 ▷ 과도한 보수성에 의존하지 않고 실제 예상되는 위험도에 근거한 규제지침을 만들 수 있으며 원활한 사업 관리 및 안전성 확보가 가능 ▷ 해당 분야는 국내에서 제한적으로 연구가 이루어지고 있는 분야로서 본 연구를 통해 해당 분야에 지식을 축적하고 인재를 양성 (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 이상훈
• 주관연구기관 : 계명대학교
• 발행년도 : 20231200
• Keyword : 1. 사용후핵연료;단순화모델;충격하중;연료손상확률;저장안전성; 2. Spent Nuclear Fuel;Simplified Model;Impact Load;Fuel Damage Probability;Storage Safety;