본 연구는 원자력 연구시설 지능화를 위한 플랫폼 및 기초 기술 연구를 목표로 한다. 지능화 기술을 개발함에 있어서 데이터 기반의 학습 방법론을 적용하였으며, 하나로 운영 데이터를 바탕으로 센서 데이터 이상탐지 기술, 냉각계통 운영 보조 기술, 인공지능 기반 영상 감시 기술 연구 등을 진행하였다. 각 어플리케이션에 대한 연구는 인공지능 모델을 개발과 프로토타입 시스템을 설계 또는 구축을 포함한다. 또한 원자력 분야 지능화 기술 개발을 위한 통합 플랫폼에 대한 설계 및 프로토타입 구축을 수행하였다. 통합 플랫폼은 원자력 분야 인공지능 기술 개발을 위한 소프트웨어/하드웨어 컴퓨팅 자원을 포함한다. 허브-스포크 방식의 연구 체계를 통해 통합 플랫폼을 활용하여 원자력 분야 인공지능 적용을 위한 활용연구들을 수행하였으며, 원내 인공지능 연구를 위한 연구지원/데이터분석/컨설팅 등을 진행하였다. 본 연구과제의 활동을 통해서 원자력 인공지능 연구를 위한 기반 마련 및 활성화 등 긍정적인 영향을 줄 것으로 기대된다. (출처 : 서지정보양식 175p)

• 연구책임자 : 유용균
• 주관연구기관 : 한국원자력연구원
• 발행년도 : 20230100
• Keyword : 1. 인공지능;딥러닝;이상탐지;컴퓨터비전;설명가능한 인공지능;영상 감시;하나로;연구용원자로.; 2. Artificial Intelligence;Deep learning;Anomaly Detection;Computer Vision;Explainable AI;Video Surveillance;HANARO;Reserach Reactor;

□ 연구개요 본 연구는 유럽핵입자물리연구소(CERN) SHiP (Search for Hidden Particles) 실험과 Compact Moun Solenoid(CMS) 실험에 활용될 기능이 개선된 입자선별 및 궤적측정(particle trigger and tracking) 비저항검출기 (resistive plate chamber; RPC)를 개발하고 이 방사선 기술을 응용하여 뮤온 래디오그래피와 입자선 치료에 적용할 방사선계측 기술을 개발하는 연구이다. □ 연구 목표대비 연구결과 CERN SHiP 실험 입자선별 및 궤적측정 비저항검출기 연구 1) CERN EP-DT 검출기 기체 연구의 일환으로 친환경 실험을 수행하기 위해 이태리바리 대학교 그룹에 실측 규모 RPC 3대를 제공. 연구 성과는 J. Instrumentation 18 P02022 (2023년 2월)에 게재함. 2) 소형 prototype 검출기를 제작 시험하여 2차원 tracking 기능을 검증함. 연구 성과는 국제 저명학회인 2020 RPC conference에서 발표하였으며 K. S. Lee, JINST 15 C11001 (2020년 11월)에 게재함. 3) 기능이 개선된 소형 SHiP RPC을 대상으로 친환경 검출기 연구를 수행하였으며 JKPS 80 1 (2022년 1월)에 게재함. 비저항 검출기 활용 우주선 뮤온 래디오그래피 기술 연구 핵반응로 연료 대상 뮤온 레디오그래피 몬테카를로 시뮬레이션과 단위 검출기 설계/제작/시험 결과는 2020년 11월과 2021년 11월 한국물리학회에 발표함. 비저항 검출기 활용 입자선 치료빔 검증 기술 연구 Biological tissue 대상 GEANT4 시뮬레이션과 다중겹 비저항 검출기를 설계/제작/시험하고 그 연구 성과를 2022년 CERN에서 개최된 9월 국제전문학회인 2022 RPC Conference와 2022년 4월 한국물리학회에서 그 연구 성과를 발표함. CERN Phase-2 LHC CMS 실험 iRPC에 대한 성능 검증 및 내방사선 특성 연구 CMS iRPC에 대한 quality Control protocol 완성하고 1차 제작된 iRPC gas gap에 대한 QC 검증과 데이터 베이스를 구축함. 본 연구진이 보유한 감마선 조사장치 활용 1차 내방사선 시험을 완료하였고 그 성과는 한국물리학회에서 수 차례 발표함. □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) 연구성과: 1) CERN SHiP 실험 뮤온 궤적 맞춤 RPC 연구: SHiP 실험뿐만 아니라 유사한 뮤온 검출 기능을 요구하는 대형 입자물리학 실험에 기여한 바가 크다고 판단함. 2) CERN Phase-2 LHC CMS 실험 iRPC에 대한 성능 검증 연구: 제작된 RPC 검출기 성능 검사와 내방사선 특성을 검증하는 기준을 마련하는데 기여함. 3) RPC 기술 적용 뮤온 레디오그래피와 입자선 치료 검증 연구: 본 연구는 단순한 검출기 R&D 단계 연구가 아니라 입자물리학 분야의 새로운 물리학을 여는 첨단 실험을 위해 국내 검출기 기술을 적용하여 검출기 시스템을 완성하고 국내외 많은 연구진과 함께 당면한 입자물리학 목표를 달성하도록 돕는데 기여한 판단함. 활용계획: 1) CERN SHiP 실험 뮤온 궤적 맞춤 RPC 연구: 2025년 ~ 2028년 계획하고 있는 SHiP beam dump 실험에 활용 예정. 3) 비저항 검출기 활용 입자선 치료빔 검증 연구: 이태리 바리 대학교 연구진과 공동 연구를 추진하여 양성자 치료빔 검증 실험과 BNCT 연구에도 활용 예정. 4) CERN Phase-2 LHC CMS 실험 iRPC에 대한 성능 검증 연구: 향후 2년간 연구를 지속하여 2025년까지 iRPC 설치를 완료하는데 활용 예정. (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 이경세
• 주관연구기관 : 고려대학교
• 발행년도 : 20230300
• Keyword : 1. 비저항 검출기;중성미자 실험;하드론 치료;뮤온 래디오그래피;암흑물질; 2. Resistive Plate Chambers;Neutrino experiment;Hardron therapy;Muon radiography;Dark matters;

본 보고서는 「원자력시설 등의 방호 및 방사능방재대책법」에서 정하는 의무사항의 충실한 이행과 원자력시설 방사능재난의 전주기 대책 수립을 위한 연구 및 기술개발의 결과를 기술하며, 실전적 방사선비상계획 수립·운영, 방사능방재 실용화 기술연구, 방사능방재 교육훈련 실효성 향상과 이행, 방사능재난대응 시설·장비 구축과 가용성 확보, 방사능방재대책 기술지원 및 협력 성과를 포함한다. 본 과제의 결과로 산출되는 방사능재난 『대비-대응-복구』 각 단계의 대책은 국가, 지자체, 전문기관 등의 방사능방재대책 개발과 수립에 직접 활용되어, 국가의 위기관리 능력을 제고할 것이다. 내부적으로는 연구원의 방사선비상 대비 및 대응체계를 공고히 함으로써 방사능재난 전과정에서 자주방재역량을 강화하고 재난시 신속한 사고수습을 통해 인명, 환경, 재산 피해의 최소화에 기여할 것이다. (출처 : 서지정보양식 161p)

• 연구책임자 : 김현기
• 주관연구기관 : 한국원자력연구원
• 발행년도 : 20230200
• Keyword : 1. 원자력방재;방사선비상계획;방사능방재교육;방사능방재훈련;비상대응시설; 2. Nuclear Emergency Preparedness;Radiological Emergency Planning;Nuclear Emergency Training;Nuclear Emergency Education;Emergency Response Facilities;

□ 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;

□ 연구개요 RNA결합단백질인 PUF protein family의 특이점은 target mRNA의 3’UTR 또는 5‘UTR에 sequence-specific하게 결합한다는 것과 mRNA localization과 전사후조절에 작용한다는 점이다. 본 연구팀은 선행연구에서 Puf6가 효모의 Ste12 전사인자의 생성을 repression하며 5’UTR의 Puf6-binding sequence에 의함을 밝혔고, 본 연구에서는 1) STE12 및 TEC1 target mRNA를 대상으로 PUF family의 mRNA 위치조절과 단백질생성에서의 기능 분석 2) target mRNA – PUF 단백질 – cofactor 간의 상호작용을 통한 단백질생성조절에서의 기능 연구를 목표로 수행하였음. □ 연구 목표대비 연구결과 1. PUF protein의 STE12 target-mRNA에 대한 위치조절과 단백질생성 기작 분석 - PUF4,5,6 유전의 deletion 돌연변이 효모균주를 제조하였고, filamentous growth 연구에 적합한 Σ1278b 균주배경에서 이배체 puf5Δ/Δ와 puf6Δ/Δ 돌연변이주 제조. - PUF4,5,6 의 Ste12 및 Tec1 단백질생성에서의 기능 확인. Haploid mating 조건과 다른 filamentation조건에서의 기능 확인 - Nuclear periphery로의 STE12 및 TEC1 mRNA의 localization 확인 - Puf6와 Puf5가 STE12 와 TEC1 mRNA의 핵주위로의 위치 결정에 관여한다는 결과 - Filamentarion 유도조건인 SLAD media에서 STE12 및 TEC1 mRNA의 위치를 확인하였고 Puf6와 Puf5의 조절 기능을 분석함 2. Target-mRNA 특이적 RNA-binding complex 분석과 이들의 세포조절에서의 기능 연구 - RNA granules 구성원인 Dhh1과 Puf 단백질의 상호관계 분석. dhh1Δ/Δ 돌연변이주는 PUF 돌연변이주와는 다른 양상을 보임. - Puf6와 Dhh1 RNA helicase와의 complex 형성에 FUS3와 TPK2 protein kinase가 관여함을 보임 - PUF5와 PUF4의 이중돌연변이 제조를 통한 상호관계 분석 □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) - Cancer, stem cell, neuronal development 등에서의 PUF 단백질의 작용 기전에 본 연구의 결과를 활용. 특히 단백질 생성과 mRNA decay pathway 조절에 중요 기전을 제시. - 최근 급격히 대두되고 있는 mRNA의 세포내 organelle-tageting 주제 연구에 중요한 예시를 제공할 수 있음. 주요 전사인자들의 NLS 기반의 핵이동 외에도 mRNA의 위치결정이라는 새로운 연구방향을 제시. - PUF protein family에 속하는 7개 단백질의 기능연구로 확대 가능 - 단백질 및 RNA 위치결정 기술 선진화 - RNA의 분자유전학적 세포유전학적 분석 기술 (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 김진미
• 주관연구기관 : 충남대학교
• 발행년도 : 20230300
• Keyword : 1. PUF RNA 결합단백질;mRNA 위치결정;Ste12 전사인자; 2. PUF RNA-binding protein;mRNA localization;Filamentation;Ste12 transcription factor;Dhh1;

□ 연구개요 본 연구의 목표는 저선량 흉부CT검사 방법을 적용하여 검사를 진행하는 과정에서 노출되는 방사선량의 노출 정도와 방사선 조사량과 검진결과의 정확도 간의 상관성을 체계적문헌 고찰 내용을 통해 저선량 CT검사에 따른 노출량과 건강영향에 대한 상관성을 분석함 □ 연구 목표대비 연구결과 ○ CT 검사에서 조사되는 방서선량은 질량당 흡수된 방사선 에너지의 양인 흡수선량(Gy)으로 평가되고 있고 인체조직에 노출되는 유효선량(Sv)으로는 평가를 하지 않고 있음. - 10회의 CT 촬영, 혹은 최대 20회까지는 암을 유발할 가능성이 낮음 - CT 스캔을 받을 경우 특히 45세 이하의 여성에서 갑상선암 및 백혈병 발병 위험의 관계가 높은 것으로 나타남. - 유년기에 CT검사 경험으로 방사선에 노출된 경우, 추후 암발병 가능성이 높은 것으로 확인됨으로 추가연구가 필요함. - CT방사선으로 인한 암의 위험은 무시할수 없음 여러 접근방식으로 선량을 줄여 나가야 함 - 청소년에게 저선량 전리방사선을 사용할 시 선량을 최대한 낮게 제한하고 꼭 필요한 경우에만 검사를 수행할 수 있도록 해야 함 □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성) - 일반 CT 및 저선량 CT 검사는 흡수선량(Gy)을 인체 흡수되는 유효선량(Sv)이라고 가정하고 수검자를 대상으로 방사선량이 조사되기 때문에 수검자에 대한 직접적이고 정확하게 노출되는 유효선량(Sv)에 대한 측정자료가 없었지만 본 연구수행을 통해 수검자가 노출되는 방사선량을 평가할 수 있어 수검자에게 보다 정확한 알권리 제공. - 일반 CT 및 저선량 CT를 이용하는 의료진 및 검진기간들과 방사선량에 따른 암검진결과간의 어떠한 상관성이 있는지를 분석하여 어느 정도의 방사선량이 폐암결과 분석에 가장 정확한 방사선량인지를 평가하여 표준화된 조사 선량의 기준을 수립하는데 기초 자료로 활용 가능. - CT를 이용하여 암검진을 실시하는 과정에서 노출되는 방사선량 기준의 타당성을 검토하는 자료로 활용. (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 황성호
• 주관연구기관 : 디엔씨
• 발행년도 : 20230300
• Keyword : 1. 저선량;방사선;노출평가; 2. Low dose;Radiation;Exposure assessment;

□ 연구개발 목표 및 내용 ■ 최종 목표 Development of large size Zr-based scintillators for radiation detection and double beta decay measurement ■ 전체 내용 Single crystal growth Zr-based scintillation crystal and chloride contained crystals for dual mode gamma/neutron detectors. ■ 1단계 - 목표 Development of large size Zr-based scintillators for radiation detection and double beta decay measurement - 내용 Single crystal growth Zr-based scintillation crystal and chloride contained crystals for dual mode gamma/neutron detectors. □ 연구개발성과 Single crystal growth Zr-based scintillation crystal and chloride contained crystals for dual mode gamma/neutron detectors. □ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 The detector can be used for neutrinoless double beta decay search of Zr-96 isotope. Pure LaCl3 will be used to measure both gamma and neutron on the Lunar surface by KASI as well as monitoring neutron beam, nuclear physics experiments, nuclear medicine etc. (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : PHAN QUOC VUONG
• 주관연구기관 : 경북대학교
• 발행년도 : 20230200
• Keyword : Scintillator;Pulse shape discrimination;neutron spectroscopy;double beta decay;Crystal growth;

□ 연구개요 ■ 연구목표 방사선 저항성 미생물의 multi-stress resistance(고방사선, 건조, 산화 스트레스 등 극한의 환경 스트레스 내성)에 기여하는 특이 two-component system 반응 조절 단백질(response regulator, RR)들에 의한 스트레스 대응 기작을 밝히고, 3차구조 규명을 통해 환경 스트레스 감지/반응 원리를 연구함. 또한, 구조기반 재설계를 통해 two-component system 단백질을 개량하여 생물체의 환경 스트레스 내성 강화에 응용함으로써 산업용 환경내성 균주/환경정화 미생물소재 개발 연구에 활용하고자 함 ■ 연구내용 대표적인 방사선 저항성 미생물 Deinococcus radiodurans는 효과적인 DNA 손상 복구 시스템과 강력한 항산화 능력을 보유하여 극한 환경 스트레스에 대응함. 또한, Deinococcus의 환경 스트레스 내성에는 미생물의 대표적인 외부 신호 감지/대응 시스템인 two-component signal transduction system(TCS) 구성 단백질들도 중요한 기여를 하는 것으로 보고되고 있음. TCS는 일반적으로 신호 감지 단백질(sensor histidine kinase, SHK)과 반응 조절 단백질(response regulator, RR)로 구성됨. 선행연구를 통해 기존에 보고되지 않은 Deinococcus 특이적 RR 2종(DR1175, DR0743)을 발굴하고 돌연변이 연구를 통해 다양한 환경 스트레스에 대한 내성이 감소함을 확인. 따라서, 본 과제를 통해 Deinococcus 특이 TCS 구성 단백질들의 생화학, 분자생물학적 특성 연구뿐만 아니라 단백질체, 전사체, 3차구조 분석을 통해 환경 스트레스 감지/반응 기작을 규명하고자 함 ■ 연구범위 1) Deinococcus 속 미생물에서 특이적으로 발견되는 RR(DR0743), RR-SHK domain이 동시에 존재하는 hybrid-RR(DR1175) 총 2개 RR의 인산화 신호전달 기작 및 하위 조절 유전자/단백질 규명 2) Deinococcus의 방사선, 산화 스트레스 등 환경 스트레스 감지/반응 인산화 네트워크 핵심 단백질인 RR(DR1175, DR0743)의 고해상도 3차구조를 X-선 결정학으로 규명하여 인산화에 의한 환경 스트레스 대응 기작을 분자수준에서 밝힘 3) 단백질체, 전사체, ChIP-seq 분석을 통해 연구 대상 RR에 의해 조절되는 다양한 하위 유전자/단백질을 분석하여 각 RR에 의한 환경 스트레스 감지/반응 기작을 규명 □ 연구 목표대비 연구결과 ○ Non-canonical hybrid SK/RR(DR1 175)의 스트레스 감지/반응 기작규명 연구목표 1. DR1175의 생화학적 특성 분석, 인산화 단백질체 분석을 통한 하위조절 타겟 단백질 발굴 2. DR1175에 의한 하위 조절 단백질의 활성 조절 연구 및 핵심 잔기기능 규명 3. DR1175의 3차구조 규명을 통한 인산화 신호전달 기작 규명 연구결과 1. DR1175의 인산화 신호전달 핵심잔기 규명 2. DR1175에 의한 catalase, RecA의 유전자/단백질 발현 조절 규명 3. DR1175 모델 구조 분석을 통한 인산화 기작 분석 완료 ○ Essential RR(DR0743)의 스트레스 감지 / 반응 기작 규명 연구목표 1. Bacterial ChIP-seq 분석을 통해 DR0743 결합 DNA 분석 및 하위 조절 유전자 발굴 2. DR0743에 의한 타겟 유전자의 발현 조절 기작 규명 3. DR0743의 3차구조 규명을 통한 인산화 신호전달 및 DNA 결합 기작 규명 연구결과 1. DR0743 하위 조절 유전자 특성분석 완료 2. DR0743에 의한 ParA3, Gyr 조절 및 세포 분열, 세포막/벽 생성 조절 규명 3. DR0743 고해상도 X-선 결정 구조 규명 및 DNA 결합 기작 규명 □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성) ■ 사회/경제적 측면 - Deinococcus 유래 스트레스 내성 조절 유전자/단백질 도입을 통해 산업용 미생물을 개량하여 생명공학 관련 산업에 기여 가능 ■ 과학기술적 측면 - Deinococcus 균주의 극한 스트레스 내성 원리를 활용, DNA 손상/산화 스트레스에 의해 유발되는 인체 질병 치료 목적의 기초 연구에 활용 가능 - 강한 우주 방사선에 대응하기 위한 지구 생명체의 우주 환경 적응 연구에 활용하여 미래기술 선도 가능 - 새롭게 밝힌 hybrid sensor kinase 및 response regulator의 3차 구조-기능 상관관계 규명 연구를 통해 미생물의 환경 스트레스 대응 기작과 관련된 TCS 체계에 대한 이해 확대에 기여 (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 김민규
• 주관연구기관 : 한국원자력연구원
• 발행년도 : 20230300
• Keyword : 1. 데이노코커스;2요소신호전달계;전사조절인자;항산화;스트레스 내성; 2. Deinococcus;TCS;Transcriptional regulator;Antioxidant;stress resistance;

□ 연구개발 목표 및 내용 ◼ 최종 목표 본 연구는 기존 탄소강으로 제조되었던 방사성폐기물 이동용기와 영구저장소의 저장용기를 콘크리트로 단일화하기 위한 기초 연구에 해당함. ◼ 전체 내용 1-1 방사능 차폐에 요구되는 콘크리트의 물리 및 화학적 특성 검토 1-2 실험 및 해석의 동시수행을 통한 콘크리트 차폐성능 분석 2-1 방사성폐기물의 이동 및 영구저장을 위한 차폐용 콘크리트 저장용기 설계 2-2 차폐용 콘크리트 용기의 성능평가 및 기법개발 3-1 차폐용 콘크리트 용기의 자유낙하 및 적층시험을 통한 안전성 평가 □ 연구개발성과 ‐ 콘크리트의 물리적 특성에 기반한 차폐성능 평가 시뮬레이션 기법 도출(시뮬레이션 신뢰성 96% 달성) ‐ 중-저준위 방사성폐기물을 위한 이동 및 영구저장 용기 단일화를 위한 공정의 간소화 가능성 제시 ‐ 국제원자력기구(IAEA) IP-2 type 기반 용기 설계방법 및 안정성 평가기법 제공 □ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 ‐ 향후 원자력 발전소 건설 시 콘크리트의 배합선정 및 차폐율 선정 시 적용 ‐ 기존 발전소 내 저장된 중-저준위 방사성폐기물의 이동 시 이동 용기 제안 가능 ‐ 방사성 물질의 개별 차폐를 위한 콘크리트 활용가능성 제시 (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 김학영
• 주관연구기관 : 한국방재안전기술
• 발행년도 : 20230300
• Keyword : 1. 방사성폐기물;차폐콘크리트;방사성폐기물 이동용기;방사성폐기물 영구저장; 2. Radioactive waste;Radiation shielding concrete;Transportable container of radioactive waste;Permanently storable of radioactive waste;

□ 연구개발 목표 및 내용 ◎ 최종 목표 ○ 산재되어 있는 미세먼지 데이터 수집/정제/분석/적재 - 공공과 민간에 산재된 미세먼지 관측 데이터를 수집하고 품질관리를 통해 고해상도·고품질의 미세먼지 관측자료 생산 - 미세먼지 관측 공백 해결을 위한 위성 기반 미세먼지 추정 알고리즘 개발 및 생산 - 미래의 대기질 예측을 위한 하이브리드 예측 시스템 구축 - 수집/분석된 미세먼지 관측/위성/수치모델 데이터의 분석 및 DB 적재 ○ 다양한 사용자에게 공유하기 위한 미세먼지 서비스 통합 플랫폼 구축 - 연구자, 교육현장, 산업군 등 다양한 사용자에게 데이터 제공하기 위한 API 및 사용자 분석도구 개발 - 미세먼지 관측/위성/수치모델 데이터의 다양한 분야 연구자 공유를 통한 미세먼지 예보 정확도 향상 - 지자체, 보건 및 다양한 산업군에 사용자 분석도구 제공을 통한 서비스 활용도 제고 ○ 리빙랩 운영을 통한 다양한 사용자 의견 수집 및 반영 - 정부와 민간의 공기질 정보 수집체계 연동을 통한 리빙랩 구성 - 사용자 의견 수집/분석/피드백을 통한 서비스 플랫폼 실증환경 구축 및 운영 - 리빙랩을 통해 조사된 다양한 사용자 피드백을 반영한 플랫폼 보완 ◎ 전체 내용 o 사용자 중심 미세먼지 서비스 통합 플랫폼 개발 - 기존의 공급자 중심의 체계에서 벗어난 사용자 중심의 양방향 통합 서비스 플랫폼 - 다양한 산업군의 사용자 니즈가 반영된 분석도구 제공 o 사용자·연구개발자·생산자 선순환 체계 정립 - 리빙랩 활동을 통한 사용자·연구개발자·생산자 모두가 주도하는 다방향 소통의 체계 정립 o 고품질 자료 생산을 위한 통계 기반 및 인공지능 기반 품질관리 알고리즘 및 프로그램 개발 o 위성기반 고해상도 미세먼지 데이터 추정알고리즘 및 자동생산 프로그램 개발 o 하이브리드 기반의 미세먼지 예측정보 제공 프로그램 개발 o End Product - 사용자 중심 미세먼지 서비스 통합 플랫폼(SYS) - 통계 및 인공지능 기반 품질관리 알고리즘(SW) - 위성 미세먼지 생산 알고리즘 및 자동생산 프로그램(SW) - 하이브리드 기반의 미세먼지 예측정보 제공 프로그램(SW) o 주요기능 - 기존의 공급자 중심의 체계에서 벗어난 사용자 중심의 양방향 통합 서비스 플랫폼 - 리빙랩 수행을 통한 사용자의 미세먼지 데이터에 대한 관심 및 이해도 향상 - 다양한 관측환경에서 발생하는 오류 데이터를 제거하여 고품질의 자료를 생산할 수 있는 품질관리 시스템 - 공간적 초고해상도 위성관측 자료 및 지상의 조밀한 센서 관측 자료를 활용한 고해상도 PM2.5 알고리즘 및 자동 산출시스템 - 다양한 사용자가 활용 가능한 하이브리드 기반의 미세먼지 예측 정보 제공 기능 o 적용범위 - 사용자의 의견 수렴을 통한 맞춤형 데이터 지원 및 혁신 플랫폼을 통한 미세먼지 사회문제 해결 연구 활성화 가능 - 보건, 행정, 산업 등 타 분야 데이터와의 융합 분석을 통한 다양한 분야의 미세먼지 관련 사회문제 진단 및 해결 방안 수립 시 활용 가능 □ 연구개발성과 1. 정성적 성과 ○ 산재되어 있는 미세먼지 데이터 수집/정제/분석/적재 - 환경부 에어코리아 대기오염정보, 서울시 S-DoT 환경정보, KT Airmap 관측정보, Observer 관측정보의 과거자료와, 환경부 에어코리아 대기오염정보, 서울시 S-DoT 환경정보의 실시간자료 확보 - 미세먼지 고해상도 격자 관측 데이터 생산 : 미세먼지 관측자료를 이용한 격자데이터 생성은 기존 관측자료의 시공간적 불균일성을 해소하여 보건환경을 비롯한 다양한 분야에서 활용도를 높일 수 있으며, 미세먼지 예보 정확도 향상을 위한 많은 연구의 기초자료로 활용 가능 - 수집/분석된 미세먼지 관측/위성/수치모델 데이터의 분석 및 DB 적재 ○ 통계 및 인공지능 기반 품질관리 알고리즘 및 소프트웨어 개발 - 고품질 자료 생산을 위한 통계기반 품질관리 알고리즘 및 인공지능기반 품질관리 알고리즘과 소프트웨어 개발 - 기존에 IoT 미세먼지 데이터는 공간적 튐값을 제대로 탐지 및 제거하려면 전문인력이 직접 모니터링해야 하는 한계가 있어 실시간 처리 및 서비스에 한계가 있었는데, 이번에 개발한 품질관리 알고리즘은 이러한 부분을 해결해 고품질의 데이터를 실시간 제공할 수 있는 기술적 우수성을 확보 - 특허출원 및 소프트웨어 등록 ○ 위성 미세먼지 생산 알고리즘 및 자동생산 프로그램 개발 - 위성 AOD기반 고해상도(0.5kmx0.5 km) 미세먼지 데이터 추정 알고리즘 및 자동생산 프로그램 개발 - 공간적 초고해상도 위성관측 자료 및 지상의 조밀한 센서 관측자료의 구축 및 고해상도 PM2.5 추정을 위한 머신러닝 시스템 구축 - 부산 지역 지표 관측망 250-300여개 자료 구축 및 머신러닝 적용 시스템 구축 - 고해상도 AOD (2 km 격자) 자료 준비 및 활용 - 머신러닝 (Random forest) 기반 PM2.5 추정 초기 결과 목표로 삼았던 기준 (관측값 대비 R^2 = 0.5) 상회 확인 - 부산 지역 행정 구,동별 미세먼지(PM2.5) 분포 특성 (2019년) 및 부산 지역 동별,학교별 미세먼지(PM2.5) 분포 특성 (2019년) 보고서 작성 및 배포 ○ 하이브리드 기반의 미세먼지 예측정보 제공 프로그램 개발 - 하이브리드 고해상도 미세먼지 에측 모델 및 소프트웨어 개발 - CMAQ, 통계모델, AI모델에 비하여 높은 정확도 - 특허 출원 및 소프트웨어 등록 ○ 다양한 사용자 중심 미세먼지 서비스 통합 플랫폼 개발 - 미세먼지 통합 서비스 플랫폼 설계 : 현장검증단 및 전문가 자문 내용을 반영하여 시나리오 구체화(어디서, 누구에게, 무엇을) - 미세먼지 서비스 통합 플랫폼에 현장검증단 및 전문가 자문 내용을 적극 반영하여 사용자 중심의 플랫폼으로 개발 - 다양한 미세먼지 관측정보, 예측정보(CMAQ, 통계모델, AI모델, 에어코리아 예보)를 데이터 및 시각화하여 제공하는 미세먼지 통합 서비스 플랫폼 구축 - 연구자, 교육현장, 산업군 등 다양한 사용자에게 데이터 제공하기 위한 API 개발 - 지자체, 보건 및 다양한 산업군에 사용자 분석도구 개발 및 제공 : 분석도구 기획설계 및 개발 후 현장검증단 및 리빙랩 의견을 보완하여 고도화 ○ 리빙랩 운영을 통한 다양한 사용자 의견 수집 및 반영 - 현장검증단 운영을 통한 성과물 품질 향상, 서비스 보완 사항 피드백 수집/분석, 서비스 고도화 - 미세먼지 연구 정보 교류 심포지움, 미세먼지 예측연구 기술회의 및 기술협의회 세미나를 통한 범부처 미세먼지 과제와의 협력 - 큰 리빙랩 운영 : 전문가 자문위원(연구자, 공공기관, 민간 산업 종사자 등)을 대상으로, 1차년도에 통합 서비스 플랫폼 내용에 대한 전문가 의견을 수집하고, 2차년도에 통합 서비스 플랫폼 개방 후 데이터 신뢰도, 기술적 제안 등 전문가 의견을 수집하여 플랫폼 개선에 반영 - 작은 리빙랩(PNU 리빙랩) 운영 : 1차년도에 부산대학교 미세먼지 관련학과 학부생 및 대학원생을 대상으로 설문조사를 실시하여 학생들의 미세먼지에 대한 인식 및 미세먼지 데이터에 대한 이해도 사전 파악, 2차년도에 교내 미세먼지 관측 수행 및 데이터 분석, 플랫폼 분석 도구 사용 실습을 통해 잠재적 플랫폼 사용자 육성 ○ 연구개발 결과물 실질 활용 - 대전광역시 스마트시티 챌린지 사업 미세먼지 조밀측정망 구축 자문 - 충청남도 마을대기 측정망 품질관리 알고리즘 활용 - 국립기상과학원 국내 황사 감시 및 예보 활용 - 부산광역시보건환경연구원 미세먼지 현황 모니터링과 관련 연구 활용 - 한국기상산업기술원 환경 빅데이터 플랫폼 개방 기상기후 민간데이터 유통 활용 - 대전광역시 미세먼지 통합 서비스 플랫폼 활용 및 데이터 연계 협의 - 추가 활용 협의 추진 · 부산광역시 미세먼지 통합 서비스 플랫폼 활용 · 국립수산과학원 해양 미세먼지 관측망 확대 및 대기-해양 미세먼지 상호작용 연구 추진 2. 정량적 성과 ○ 특허 출원 3건 - 미세먼지 농도 데이터를 예측하는 서버 및 방법 - IoT센서 오류 탐지 장치 및 방법 - 학습모델을 이용한 센서의 데이터 이상을 탐지하기 위한 장치 및 이를 위한 방법 ○ S/W등록 8건 - 미세먼지 고해상도 하이브리드 예측 시스템 - 미세먼지 고해상도 격자 관측 데이터 생산 소프트웨어 - 미세먼지 예측정보 생산시스템 - 미세먼지 데이터 관리 시스템 - 통계기반 미세먼지 데이터 이강삼지 SW - 인공지능 기반 품질관리 알고리즘 - 위성 기반 미세먼지 생산 시스템 - 인공지능 기반 공기질 예측 프로그램 ○ 논문(SCIE) 게재 1건 - Comparison of PM2.5 in Seoul, Korea estimated from the various ground-based and satellite AOD ○ 국내 및 국제 학회발표 9회 - 한국대기환경학회 2021년 제64회 정기 학술대회 - 2022년 한국기상학회 관측 및 예보/대기물리분과 봄학술대회 - 2022년 한국기상학회 봄 분과 학술대회 - AMS 16th Conference on Atmospheric Radiation - AMS 16th Conference on Cloud Physics - 제3회 한국지구과학연합회 연례학술대회 - 2022년 한국기상학회 정기학술대회 - 2022년 한국기상학회 정기총회 및 가을학술대회 - 2022년 한국대기환경학회 정기학술대회 ○ 성과홍보 20건 - 신문뉴스기사 20건 ○ 사회문제해결 연구성과에 따른 서비스 3건 - 미세먼지 통합 서비스 플랫폼 개발 - 미세먼지 이상감지 및 품질관리 솔루션 - 미세먼지 통합 서비스 플랫폼 활용 □ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 ○ 활용방안 (1) 통계 및 인공지능 기반 품질관리 시스템 솔루션화 - 사용자 플랫폼의 수집 단계와 분석 단계 사이에 솔루션을 탑재하여 오류 데이터로 인한 분석 영향을 최소화하고 유의미한 분석결과 도출을 가능케 함 (2) 국책 연구원과의 기술 제휴 - 연구소와의 연구 사업 또는 기술제휴를 통해 본 사업에서 확보한 머신러닝 기반 PM2.5 표출 시스템을 정책 활용 기반으로 적용하는 방법 모색 - 자치단체 지역 미세먼지 환경 대책을 마련하는데 중요하게 활용 (3) 양방향 소통형태의 리빙랩 플랫폼 현장 적용 - 사용자 참여형·개방형 혁신 플랫폼으로 단방향이 아닌 양방향 협력활동을 통한 문제 해결 - 혁신활동을 사용자 주도 상향식(bottom-up) 방식의 R&D 프로세스로 사용자 참여 확대 - 사용자가 체감하는 수요 발굴과 기술개발을 통하여 사용자 주체의 역량 및 참여도 제고 ○ 기대효과 (1) 기술적 측면 - 한반도에서 지상 및 위성 자료를 활용한 머신러닝 기법 활용 중 현재까지 가장 높은 시공간 해상도를 대상으로 수행한 결과를 확보. - 연구자 간 편리한 자료공유 및 사용자와 생산자와의 양방향 소통 - 다양한 종류의 관측자료를 융합함으로써 신뢰도 높은 연구결과 도출 (2) 경제적, 산업적 측면 - 대기환경 감시를 목적으로 하는 위성 사업 추진 및 관련 위성자료 정보 활용 시장의 확대 - 미세먼지 오염이 미치는 경제적 영향을 업종별로 보다 상세하게 진단할 수 있는 시금석 마련 - 연구개발과정에 사용자가 직접 참여하므로, 최종 플랫폼 제공 후 발생하는 서비스 개선 비용 절감 (3) 사회적 측면 - 미세먼지가 건강에 미치는 영향을 살피는 보건 분야에서 코호트 연구 등에 본격적으로 활용 가능할 것으로 기대 - 코로나19와 같은 재난 상황 발생시 미세먼지 오염도 변화 진단을 구별 행정단위에서 살펴볼 수 있는 가능성 제시 - 발전된 미세먼지 데이터 융합플랫폼 서비스 제공으로 국가 미세먼지 정책 신뢰도 향상 (출처 : 요약문 4p)

• 연구책임자 : 김영도
• 주관연구기관 : (주)웨더아이
• 발행년도 : 20230100
• Keyword : 1. 미세먼지;서비스 플랫폼;사회문제해결;예보정확도; 2. Particulate Matter;Service Platform;Social Problem Solving;Forecast Accuracy;