본문 바로가기

Report

All 12,453 Page 25/1,246

검색
  • 12213

    2023.05.31

    □ 연구개발 목표 및 내용 ○ 최종 목표 본 연구의 목표는 햅틱 디스플레이 표면에 저주파 진동 패턴 구현 시 디스플레이 표면에서 방사되는 소음을 제어하는 것으로, 디스플레이의 원하는 위치에서 복잡한 진동 패턴을 구현함과 동시에 방사되는 음압 레벨을 원하는 크기와 음색으로 균일화하는 것이다. 본 연구를 통해 디스플레이 표면에서의 방사 소음을 사람의 청각 인식을 고려해 디자인하고, 햅틱 피드백 구현 시 소음으로 인한 촉각 인식 능력의 저하를 최소화하여 햅틱 피드백 기술의 퀄리티를 향상할 수 있다. ○ 전체 내용 본 연구의 연차별 연구 내용으로 1차년도에는 플레이트 표면의 진동으로 인한 방사 소음 이론을 활용하여, 액추에이터 구동의 선형 합성을 통한 방사 소음 제어 알고리즘을 개발할 것이다. 2차년도에는 디스플레이 표면과 액추에이터의 주파수 응답 함수를 고려한 액추에이터 최적 배치에 대한 연구를 하여 시스템의 최적화와 컴팩트화를 진행하고, 액추에이터 구동 알고리즘을 통한 진동 패턴 구현 및 방사 소음 균일화를 진행할 것이다. 세부 연구내용으로는 1차년도에 플레이트 표면의 속도 성분을 통한 방사 소음의 음압 레벨 계산 이론에 대한 선행 연구를 분석하고, 본 연구에 적용하여 실험 환경과 시스템을 구축한다. 디스플레이 표면과 액추에이터의 주파수 응답 함수를 추출하여, 주파수 응답 함수 기반 액추에이터의 구동으로 인한 음압 레벨 계산 알고리즘을 개발한다. 이후 방사 소음의 음압 레벨의 제어를 위한 액추에이터 인가 전압의 선형 합성 알고리즘을 개발한다. 2차년도에는 주파수 응답 함수 기반 음압 레벨 계산 알고리즘을 적용하여 액추에이터 배치의 파라미터 연구를 진행한다. 파라미터 연구의 결과를 토대로 햅틱 피드백 시스템을 최적화하여 방사 소음 제어의 퀄리티를 향상시킨다. 최종적으로 액추에이터 구동 알고리즘을 통해 균일한 읍압 레벨의 소음을 방사하는 액추에이터 구동 기술을 개발하여, 햅틱 피드백 구현시 방사되는 소음으로 인한 촉각 인식 능력의 저하를 최소화한다. □ 연구개발성과 본 연구를 통해 햅틱 피드백을 위한 진동 패턴 구현 시 방사되는 소음을 정확하게 예측하는 방법론을 구축하고, 여러 액추에이터의 구동 신호 합성을 통해 방사되는 소음을 저감하거나 균일화하는 기술을 개발하였다. □ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 기존의 산업계에서는 햅틱 피드백의 소음 문제를 해결하기 위해 초음파 햅틱을 사용하거나, 스피커를 통해 햅틱용 사운드를 생성하였는데, 초음파 햅틱의 경우 고가의 압전 소자를 다량으로 부착해야 하고 스피커를 통한 햅틱용 사운드의 경우 방사 소음을 근본적으로 해결하지 못한다는 한계가 있다. 본 연구의 성과를 통해 저주파 햅틱 피드백 기술의 방사 소음 문제를 시스템의 구조적인 변동 없이 해결할 수 있어 비용적인 측면이나 구조적인 측면에서 효율성을 혁신적으로 높일 수 있다. 또한, 본 연구의 개발 내용은 시스템의 구조적인 변동이 없어 기존의 차량용 햅틱 디스플레이나 태블릿 PC 등의 햅틱 피드백 제품에 바로 적용할 수 있다는 장점이 있다. (출처 : 요약문 2p)
    • 연구책임자 : 김휘재
    • 주관연구기관 : 연세대학교
    • 발행년도 : 20230600
    • Keyword : 1. 햅틱 피드백;진동 패턴 렌더링;방사 소음;촉각 인식;심리음향; 2. Haptic Feedback;Vibrotactile rendering;Noise Radiation;Tactile Perception;Psychoacoustics;
  • 12212

    2023.05.31

    Ⅳ. 연구개발 결과 ◯ 2023년 5월 기준 세계적으로 109기의 양성자 치료기, 15기의 중입자 치료기 그리고 3기의 붕소 중성자 포획 치료기가 운영되고 있으며, 건설 중이거나 임상 중인 양성자 치료기는 33기, 중입자 치료기는 4기 그리고 붕소 중성자 포획 치료기는 12기임 ◯ 양성자 치료기의 경우 초기에는 싱크로트론이 양성자 치료에 적합한 가속기 형태라고 여겨졌으나, IBA에서 양성자 치료기 전용 사이클로트론을 개발한 이후에는, 운영 중인 양성자 치료기의 70% 정도를 사이클로트론 형태의 가속기가 차지하고 있음. 최근에는 초전도 기술을 바탕으로 한 싱크로사이클로트론을 개발하여 장치를 소형화, 경량화하는 방향으로 기술이 발전하고 있으며, 이를 기반으로 한 single room 치료기의 수요가 증가하고, 갠트리에 사이클로트론을 탑재한 치료기도 등장하고 있으며, 기존의 passive scanning 방식에서 pencil beam을 이용한 active scanning 방식으로 바뀌고 있음 ◯ 중입자 치료기의 경우에는 초기부터 싱크로트론이 사용되었으며, 다가 이온원 개선, 선형가속기 (RFQ, DTL) 개선이 이루어졌음. 중입자 치료기는 탄소 빔의 magnetic rigidity가 크기 때문에 1994년 치료를 시작한 이후 계속 받침대 치료를 하다가, 2012년에 비로소 상전도 갠트리를 개발하여 치료에 사용하였음. 이후 초전도 갠트리를 개발하여 2017년도에 치료에 사용하였고, 이후 초전도 갠트리가 중입자 치료에 보편적으로 사용되고 있으며, 중입자 치료기의 경우에는 가속기 자체보다도 갠트리가 치료기의 발전을 이끌었다고 볼 수 있음. 또한 싱크로트론의 특성상 에너지 조절이 가능하므로 voxel 단위로 빔을 조사하는 active scanning 방식을 사용하고 있음 ◯ 붕소 중성자 포획 치료기의 경우 고출력 양성자가속기 기술 개발과 표적 물질 및 설계기술의 발전에 따라 초기 30 MeV 에너지의 양성자를 베릴륨 표적에 충돌시켜 많은 중성자를 발생시키는 방법으로부터, 고출력 양성자가속기를 이용하여 가속한 8 MeV 정도의 양성자를 베릴륨 표적에 충돌시키고, 이로부터 발생하는 고에너지 중성자를 효율적으로 감속시켜 치료에 적합한 에너지 범위의 중성자를 얻는 방법으로의 기술 전환이 일어났음. 최근에는 2.5 MeV 양성자를 리튬 표적에 충돌시켜 중성자를 얻는 기술도 개발되고 있으며, 에너지가 낮으므로 기존의 고주파 선형가속기 이외에 정전형 가속기도 사용할 수 있어 그 다양성이 증가하고 있음. 또한, 장치의 효율성을 높이기 위하여 안정적인 가속기 운영 기술 이외에 표적설계 및 중성자 수송 기술 그리고 약물 개발이 중요함 ◯ 국내에서 양성자 치료기에 관한 연구는 많이 되어 왔음. 국립암센터, 서울삼성병원에서 양성자 치료기를 성공적으로 운영하고 있고, 이를 바탕으로 장치 특성 파악, 운영 기술 그리고 치료계획시스템 운영에 대해서는 많은 경험이 있음. 사이클 로트론과 관련해서는 13 MeV 사이클로트론, 30 MeV 사이클로트론을 국내기술로 개발한 경험이 있기 때문에, 전통적인 사이클로트론에 대해서도 기술력을 갖고 있음. 그러나 소형화, 경량화를 목표로 발전하고 있는 초전도 싱크로사이클로트론에 대한 국내 기술력 정도는 낮은 수준이라고 판단됨. 다만 초전도 기술, 사이클로트론 설계기술 등 개별 기술력은 보유하고 있으므로 조건이 갖추어진다면 기술력 확보는 무리가 없을 것으로 판단됨. 갠트리에 대해서는 구조물, 전자석 등 개별 부품에 대한 제작 기술은 갖추고 있는 것으로 알려져 있으나, 갠트리 통합 기술은 확보해야 함 ◯ 국내에서 중입자 치료기 연구는 산발적으로 되어 왔으며, 그 양적인 면에서 양성자 치료기 연구에 비해서 적었음. 다가 이온원 기술, 선형가속기 기술은 국내 대형 가속기 건설 시 확보하였음. 중입자 싱크로트론 기술은 전자석 기술, 전원 기술 등의 부품 기술은 확보하였으나, 주파수 가변 가속관, 빔 입사, 인출 기술은 확보해야 할 기술임. 양성자 치료기와 마찬가지로 갠트리 기술은 확보해야 하며, 특히 중입자 치료기에 필요한 초전도 갠트리 기술은 상전도 갠트리 기술보다 난이도가 높은 것으로 평가됨 ◯ 붕소 중성자 포획 치료기는 전 시스템을 국내기업인 다원 메닥스에서 개발하여 임상 시험 중에 있으며 입자방사선치료기의 국산화를 이룬 첫 번째 사례라고 볼 수 있음. 개발자들의 헌신적인 노력과 더불어 국내 대형 가속기 건설 시 확보한 이온원, 선형가속기 (RFQ, DTL) 기술 경험, 원자로 설계 운영에 사용되었던 표적 설계, 중성자 수송, 방사선 차폐 기술, 그리고 국외 시설개발자들의 경험 등이 어우러져 이룬 결과라고 판단됨. 치료계획시스템 역시 자체 개발함으로써 치료기에 대한 전반적인 기술 국산화를 이루었음. 임상 시험을 통하여 치료기의 안정성, 치료효과 등을 실증하는 것이 중요한 과제임 ◯ 양성자 치료기, 중입자 치료기에 사용되는 치료계획시스템은 상용 시스템을 구매하여 사용하고 있음. X선 치료기의 경우 국산화한 것으로 알려져 있으나, 이들 시스템에 대해서는 아직 시도되지 않고 있고, 기술력과 더불어 사용자의 기호에 의존도가 높은 부분이기 때문에 기술력 이외의 요소가 큰 부분이라고 판단됨 ◯ 이와 같은 국내기술현황 분석을 통하여 볼 때 국내에서의 치료기 관련 기반 기술은 많은 부분 확보하고 있으며, 치료계획, 검출기 등 기초연구도 되어 왔으나, 이것들이 개별적, 단편적인 것에 그치고 지속적인 연구가 이루어지지 않아 치료기 기술이라는 통합 기술로서 열매를 맺지 못하고, 선진국과의 기술 격차는 시간이 지날수록 커지고 있음. 또한, 기술 개발을 하더라도 식약처 허가를 거쳐 의료현장에 적용되기에는 1) 긴 시간 소요, 2) 그 기간 동안 지속적인 예산 투입, 3) 익숙한 장비 선호, 4) 국산 의료기기에 대한 인식 등 넘어야 할 현실적인 장벽이 많음 ◯ 입자 방사선 치료기의 핵심기술을 확보하는 것이 의미가 있으려면, 확보한 기술이 의료 현장에 적용되고, 사용되고, 개선을 이루어 기술 선진국과의 기술 격차를 줄이고, 더 나아가 미래 첨단 치료 기술 분야에서 기술을 선점할 수 있는 영역을 확보하는 것임. 확보한 기술을 의료 현장에 적용하기 위해서는 현실적인 장벽을 제거해야 하며, 1) 국내에서 보유하고 있는 개별 기술을 통합시켜 입자 방사선 치료기 기반 기술로 승화시키기 위한 추진력 필요, 2) 긴 시간 동안 지속적으로 예산 투입 필요, 3) 의료진 혹은 의료 관련 연구자들의 국내 개발 장비 사용에 대한 익숙함과 국산 장비 안전성에 대한 인식 전환이 필요함 ◯ 이를 위하여 다음의 두 가지 방안을 제안함. 1) 현재까지 다양한 경로로 확보한 기반 기술을, 치료기 개발을 목표로 한 방향성 있는 기술로 지속성을 가지고 연구할 수 있는 시스템 마련, 2) 치료기 기반 기술을 통합한 통합 기술 개발 및 첨단치료 기술 개발 그리고 국내 의학 연구자들이 직접 참여하여 치료기 개발의 방향을 제시할 수 있는 구심점 마련이 그것임 ◯ 첫 번째 방향의 경우 현재 보유하고 있는 각종 가속기 기반 기술을 이용하여 치료기 요소 기술 개발이라는 명확한 목표를 설정하고 지속적으로 지원하는 시스템이 필요하며, 이것은 보유기술의 지속적인 유지 및 기술 향상 그리고 개발인력의 유지 측면에서도 매우 중요함. 이때 개발 방향은 cost down과 compact size가 되어야 함 ◯ 두 번째 방향의 경우 국가 주도로 입자 방사선 치료 기술개발의 구심점 역할을 할 수 있는 거점을 만들고, 이곳에 양성자, 중입자, 중성자 치료기술을 개발할 수 있는 복합 입자방사선치료연구시설을 설치하여 의학 관련 연구자들이 충분한 연구를 할 수 있도록 종합 연구 환경을 구축하는 것이며, 이 시설의 목적은 상업용 치료기 자체를 개발하는 것이 아니라, 연구용 시설을 개발함으로써 치료기 통합기술 확보 (가속장치의 안정적 운영, 빔 조절기술, 제어 기술, 검출기 기술, 치료 기술, 치료계획 개발 등)를 위한 것과 첨단 치료 기술 연구를 위한 것임 ◯ 이를 통하여 국제적으로 첨단 치료기술 분야의 최신 기술용역을 선점을 할 수 있는 기반을 마련할 수 있으며, 장치, 치료관련 기술 개발 및 인력 양성뿐만 아니라 의학 연구자들의 국산 장치에 대한 인식 변화를 통하여 국내 치료기가 의료 현장에 투입되어 사용됨으로써 국민의 삶의 질 향상에 이바지할 것으로 기대함 (출처 : 요약문 4p)
    • 연구책임자 : 권혁중
    • 주관연구기관 : 한국원자력연구원
    • 발행년도 : 20230600
    • Keyword : 1. 입자방사선치료;양성자 치료;중입자 치료;붕소 중성자 치료;입자 가속기;갠트리;치료계획시스템; 2. Particle radiation therapy;Proton therapy;Heavy ion therapy;Boron neutron capture therapy (BNCT);Particle accelerator;Gantry;Treatment planning system;
  • 12211

    2023.11.30

    □ 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;
  • 12210

    2023.01.31

    비공개항목입니다.
    • 연구책임자 : 이세헌
    • 주관연구기관 : 케이티이
    • 발행년도 : 20230200
    • Keyword : 1. 비파괴검사;방사선 투과시험;디지타이저;인공지능;이미지 프로세싱; 2. Non Destructive Testing;Radiographic Test;Digitizer;Artificial Intelligence;Image Processing;
  • 12209

    2023.02.28

    □ 연구개요 본 연구는 생활 속 방사선 노출 위험성을 종합적으로 평가할 수 있는 독성발현경로 (AOP) 응용 방사선 위험 정밀평가기술 개발을 위해 백혈병 모델동물 혈액, 조직, 세포외분비 나노입자체 변화 등 방사선 노출 주요 현상(KE, key event)과 백혈병 발생 악영향 (AO, adverse outcome) 사이의 관계를 규명하고, 방사선 노출 인체 혈액 시료를 활용한 방사선 분자독성표지자 (molecular bioindicator) 선도물질의 유효성 검증 등을 수행하여 개인 방사선 노출 잠재적 위험 판별 기술개발 원천지식을 제공함 □ 연구 목표대비 연구결과 ※ 본 연구과제 제안 당시의 목표에 대해 아래와 같이 모두 달성하였음 ◦모델 동물을 이용한 방사선 피폭 백혈병 위험성 평가 시스템 구축 및 운영 - 방사선 피폭 독성발현경로 선도그룹 조사정보 바탕의 방사선 피폭 백혈병 위험 평가 모델시스템을 구축 운영하였으며, 계획보다 많이 위험성 평가를 시행하였음 - 백혈병 진단 및 추적 검사에 필요한 혈액 및 조직 시료 분석을 독성발현경로 (AOP) 플랫폼 기준으로 분자 (DNA 손상), 세포 (혈구 세포, 세포소기관 변화), 조직 및 기관 (혈액, 비장, 흉선, 림프절 등 백혈병 관련 기관), 동물 개체 (체중, 생존율)에서 측정하여 자료를 수집하였음 - 최초 계획에 없던 신규 분석 실험 (이미지 유세포 분석, 전자현미경 분석, 나노 입자체 추적분석 등)을 도입하여 백혈병 진단 및 검증 데이터의 정확도를 높였음 ◦혈액 세포외분비 나노입자체를 이용한 방사선 피폭 흡수선량평가 생체지표 발굴 - 모델동물 혈액에서 확인한 세포외분비 나노입자체의 방사선 반응성 (doseresponse relationship)을 인체 혈액에서 검증하였으며, 100 mSv 이하 매우 낮은 수준의 방사선 흡수선량을 평가할 수 있는 지표개발 원천지식을 확보하였음 ◦BBDR (Biologically based dose response) 기반 피폭 위험 질환 평가 함수 모델 개발 - 방사선 피폭 백혈병 위험성 평가 모델 마우스에서 수집한 생물학적 시료 데이터를 근거로 방사선 노출 이후 백혈병 주요 진단 인자인 smudge cells 발생에 대한 함수 모델을 제시하였음 ◦분자독성표지자 활용 방사선 피폭 백혈병 위험 진단 실용화 가능 기술 검토 - 방사선 신호전달 매개체인 나노입자체 성분 분석을 통해 확보한 후보 miRNA의 희소성을 고려하여 검출 수용력 확대 마이크로 닷 기술을 적용한 바이오칩 생산 기술을 제안하여 실용화 가능 기술 검토 □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성) - 본 연구개발성과 주요 결과는 OECD AOP-wiki DB (AOP432, Deposition of Energy by Ionizing Radiation leading to Acute Myeloid Leukemia)에 제공되어 종합적인 피폭 질환 위험성 평가에 활용될 것이며, UNSCEAR (유엔방사선영향과학위원회) 보고서에 등재되도록 추진하여 전 세계 연구자와 공유될 것임 - 동료 심사 논문 성과 발표 이후 후속 사업추진을 통해 도출된 선도물질의 질병 예측 유효성을 심화검토하고, 본 과제에서 제시한 검출역량 확장 마이크로칩 기술을 통해 피폭 질환 예측 진단 키트 상용화를 기대할 수 있음 - 혈액암 대상 방사선 피폭 위험예측 정보를 제공하는 것뿐만 아니라 암 이외의 질환(심혈관 질환, 면역질환, 백내장, 내분비계 질환 등)에 대해서도 방사선 피폭 위험성을 평가할 수 있는 정보를 제공할 수 있어 방사선 피폭에 대한 사회적 불안 경감과 안전한 방사선 이용의 목적에 이바지할 것임 (출처 : 연구결과 요약문 2p)
    • 연구책임자 : 성기문
    • 주관연구기관 : 한국원자력의학원
    • 발행년도 : 20230300
    • Keyword : 1. 방사선;위험성 평가;독성발현경로;세포신호전달;분자독성지표; 2. radiation;risk assessment;AOP;signal transduction;bio-marker;
  • 12208

    2023.03.31

    □ 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;
  • 12207

    2023.01.31

    □ 연구개발 목표 및 내용 ○ 최종 목표 방사선 저항성 미생물은 고방사선, 건조, 산화 스트레스 등 극한의 환경 스트레스에 대응하기 위하여 매우 높은 손상 복구 기능을 가지고 있어 인간의 노화/유전질환/암 치료 연구에 활용가치가 높음. 본 과제는 한국원자력연구원 방사선 저항성 미생물 연구팀과 프랑스 원자력 및 에너지청 (CEA) 산하 생명과학연구소 간의 과학기술 네트워크 구축을 통해 지속적인 방사선 저항성 기작 규명을 위한 국제공동연구 기반 확보에 그 목표를 둠 ○ 전체 내용 ● 방사선 저항성 미생물 유래 BSH시스템의 방사선 및 산화스트레스 저항성 특성 규명연구 (1) Deinococcus 유래 BSH 시스템의 스트레스 저항성 특성 분석 - BSH 생합성 경로 기반 BSH 비생산 Deinococcus 돌연변이균주 제조 - BSH 산화환원 단백질 (YpdA, YtxJ)의 저항성 기능 확인 (2) BSH 기반 Deinococcous내 스트레스 반응 조절 시스템 분석 - Metal homeostasis를 통한 DdrO-IrrE 시스템 조절기능 - BSH-Grx like 단백질 간 상호작용 기능 확인 ● 방사선 저항성 미생물 유래 BSH시스템의 작동기전 및 구조적 특성 연구 (1) BSH 산화환원 단백질의 구조 규명을 통한 BSH시스템의 이해 - BSH 산화환원 단백질 (YpdA, YtxJ) 단백질의 이종발현 및 대량정제 - crystallization 및 단백질 3D structure 규명 (2) BSH산화환원 단백질의 생화학적 특성 규명 - BSH 산화환원 단백질의 ROS 제거 활성 확인 - YpdA/BSH/YtxJ 간 상호작용 및 작동기작 확인 ● 한국원자력연구원 (KAERI)와 프랑스 원자력청 (CEA)간 연구협력 네트워크 구축 - 연구원 교류 협력 추진 - 방사선 저항성 미생물 관련 공동 연구 워크샵 개최 ○ 1년차 ● 목표 Deinococcus BSH 시스템의 저항성 기능규명 방사선 저항성 미생물 관련 세미나 개최 ● 내용 (1) Deinococcus 유래 BSH 시스템의 스트레스 저항성 특성 분석 - BSH 생합성 경로 기반 BSH 비생산 Deinococcus 돌연변이균주 제조 - BSH 산화환원 단백질 (YpdA, YtxJ)의 저항성 기능 확인 (2) BSH 기반 Deinococcous내 스트레스 반응 조절 시스템 분석 - Metal homeostasis를 통한 DdrO-IrrE 시스템 조절기능 - BSH-Grx like 단백질 간 상호작용 기능 확인 ○ 2년차 ● 목표 - 산화 환원 Redoxin 단백질의 생화학적 구조적 특성규명 - 방사선 저항성 미생물 관련 세미나 개최 ● 내용 (1) BSH 산화환원 단백질의 구조 규명을 통한 BSH시스템의 이해 - BSH 산화환원 단백질 (YpdA, YtxJ) 단백질의 이종발현 및 대량정제 - crystallization 및 단백질 3D structure 규명 (2) BSH산화환원 단백질의 생화학적 특성 규명 - BSH 산화환원 단백질의 ROS 제거 활성 확인 - YpdA/BSH/YtxJ 간 상호작용 및 작동기작 확인 (3) 한국-프랑스 공동연구 협력 교류 추진 - 한국원자력연구원 인력 교류 추진 - 한국원자력연구원-프랑스 CEA 간 공동 워크샵 개최 □ 연구개발성과 1. SCI(E) 논문게재 : Chemistry, Medicinal 분야 상위 10% 논문게재 방사선 저항성 미생물 유래 BSH 시스템의 방사선 및 산화 스트레스 저항성 기작 규명 (Antioxidant, IF : 6,312) 2. 학술발표 : 2021 한국미생물생명공학회 심포지엄 구두발표 (2021.06) 2022 방사선 산업학회 학술발표 (2022.11) 3. 보고서 : 프랑스 원자력청 (CEA) 산하 BIAM 연구소 파견 보고서 4. 기타 : 프랑스 CEA 인력 교류 (2022.09.01. ~ 2022.10.12.) 한-프랑스 공동 연구 워크샵 2회 개최 (2022.10) 한국원자력연구원-프랑스 CEA 간 공동연구 협약 (2022.07) □ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 ● 방사선 저항성 미생물의 새로운 저항성 기작 및 작동 원리 규명 (1) 현존하는 생물 중 가장 높은 방사선 저항성을 가진 Deinococcus의 BSH 시스템의 손상 복구 기작 및 작동원리를 구조적으로 분석하여 새로운 저항성 기작 규명 가능 (2) 산화적 손상에 의해 유발되는 질병(암, 노화 기초연구)치료 및 예방에 대한 기초적인 중요한 정보를 제공하여 국민건강복지에 기여가능 ● 연구 교류 및 후속연구 추진을 위한 국제협력기반 조성 (1) 해외전문가 초청 국제 학술 세미나 추진을 통한 인적 네트워크 확대 (2) 한국-프랑스 연구진의 상호교류 기관방문 추진을 통한 전문인력 양성 (출처 : 요약문 2p)
    • 연구책임자 : 정종현
    • 주관연구기관 : 한국원자력연구원
    • 발행년도 : 20230200
    • Keyword : 1. 산화스트레스;방사선저항성;데이노코쿠스;산화환원반응; 2. oxidative stress;radiation resistance;Deinococcus;Redox activity;
  • 12206

    2023.05.31

    □ 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;
  • 12205

    2023.05.31

    □ 연구개발 목표 및 내용 ◼ 최종 목표 고-분해능 방사선치료선량 평가를 위한 방사선 고강도 반도체 센서 개발 및 이용 ◼ 전체 내용 1차년도: 방사선 고강도 센서 (HRH) 공정 기술 개발 • SiC 센서 공정 기술 정보 수집 • SiC 기반 HRH 센서 디자인 및 공정 설계 • HRH 센서 공정 확정 2차년도: HRH 센서 특성 연구 및 최적화 • Wafer 특성 평가 (IV 및 CV, 온도 특성) • 센서 특성 평가 (선량에 대한 선형성 및 재현성) • 센서 방사선 강도 평가 (바이어스 전압, 전류) • 방사선 측정 HRH 센서 시제품 제작 3차년도: HRH 기반 점선량 측정 시스템 개발 및 최적화 • HRH 기반 점선량 측정 선량계 설계 • HRH 기반 점선량 측정 Read out 기판 설계 및 제작 • HRH 기반 점선량 측정 모듈 평가 • 최적화된 HRH 기반 점선량 측정 시스템 개발 4차년도: HRH 기반 2차원 선량 측정 시스템 및 표준 측정 교정 기술 개발 • HRH 기반 2차원 선량분포 측정 2D array 설계 • HRH 기반 2차원 선량분포 측정 Read out 기판 설계 및 제작 • 2차원 선량분포 측정 및 분석 프로그램 개발 • HRH 기반 반도체 표준 측정 교정 기술 개발 5차년도: HRH 기반 2차원 선량 측정 시스템 최적화 및 임상적용 가능성 확인 • HRH 기반 2차원 선량 측정 모듈 평가 • 최적화된 HRH 기반 2차원 선량 측정 시스템 개발 • 임상적용 평가를 통한 HRH 기반 방사선치료선량 평가 시스템 검증 및 평가 □ 연구개발성과 • 정성적 연구성과 - 실리콘, 다이아몬드, SoI, 실리콘 카바이드 등 여러 센서에 대한 시장과 연구 현황을 조사, 분석하였으며, 그중 실리콘 카바이드(SiC)를 이용한 방사선 센서 개발 수행 - SiC 웨이퍼 디자인/설계 및 공정, 제작 과정을 거쳐 SiC 기반의 반도체 센서칩을 제작하였으며 Probe station+HV 장비를 이용한 IV Curve measurement를 수행하고 SiC 소자별 특성을 평가 - SiC 반도체 센서용 Data Acquisition(DAQ) 보드를 디자인 및 제작하였으며, ADC 등 파형신호를 얻을 수 있는 DAQ 시스템 개발 - SiC 반도체 센서를 DAQ 보드에 부착한 후 DAQ 시스템을 이용하여 방사선 테스트를 진행하였으며, 전자선에 따른 ADC Waveform을 획득하여 평가 수행 • 정량적 연구성과 - 전문학술지 논문 게재 :14편(SCI 11편, 비SCI 3편) - 지식재산권 : 특허 출원 13건, 등록 4건 - 저역서 1건 - 수상실적 3건 □ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 • 우수한 공간분해능 및 소형화, 실시간 데이터 처리 등의 장점을 가지는 반도체 센서의 장점에도 불구하고 취약점으로 꼽히는 고선량 방사선측정 영역에서의 내구성 문제에 대한 기술적 해결방안 제시 • 방사선치료와 관련한 의료산업 분야의 수입대체 효과와 기술 고부가가치화, 의료기술 국제 경쟁 력 강화 등을 기대할 수 있고, 병원 및 의료산업 분야의 활성화에 따른 인력양성과 고용의 증가도 기대할 수 있음 (출처 : 요약문 2p)
    • 연구책임자 : 김동욱
    • 주관연구기관 : 연세대학교
    • 발행년도 : 20230600
    • Keyword : 1. 실리콘 카바이드;방사선 고강도 센서;광자선;품질관리;표준측정법; 2. SiC;High Radiation Hardness;Photon;Quality assurance;Standard measurement;
  • 12204

    2023.05.31

    □ 연구개발 목표 및 내용 ◼ 최종 목표 최근 각광받고 있는 환경 유전자 분석기법을 이용해 부산 지역의 가장 주요한 해양환경 이슈가 되고 있는 고리 원전 인근 해역의 생태계의 변동성을 분석하고 이를 장기변동에 필요한 데이터 요소로 사용할 수 있는 기초 자료로 제공함 ◼ 전체 내용 • 3세대 염기서열 분석법을 이용한 어류와 식물플랑크톤의 표준 유전자 데이터 확보 • 차세대 염기서열 분석법을 이용한 시공간적 변동에 따른 어류의 종 다양성 변화 분석 • 환경의 변화에 따른 식물플랑크톤 군집구조 변동 파악 및 예측 • 어종별 수온의 민감성 및 최적 수온 탐색 및 환경요인과 어종 및 식물플랑크톤 군집 간의 상관관계 규명 ◼ 1단계 ❏ 목표 • 환경 유전자를 이용한 어류와 식물플랑크톤의 표준 유전자 데이터 확보 • NGS 플랫폼을 이용한 어류 종 조성 및 군집 변동 분석 • NGS 플랫폼을 이용한 식물플랑크톤 종 조성 및 군집 변동 분석 • 우점 어종의 최적 수온 분석 • 수온과 어류, 식물플랑크톤 간의 상관관계 규명 ❏ 내용 • 부산 기장군 원전 인근 해역의 12개 정점에서 17회 샘플링을 실시하였으며 PacBio 플랫폼을 이용한 염기서열 분석 방법의 파이프라인을 구축하고 범용 프라이머를 이용하여 어류 및 식물플랑크톤의 표준 유전자 염기서열 확보 • NGS를 이용해 기장군 원전 인근 해역에 서식하는 어류의 종다양성 평가 및 군집구조 비교를 진행하였고, 정량 분석을 통해 식물플랑크톤과 미생물 군집의 정량 비교를 수행함. 계절 변화에 따른 대표 식물플랑크톤 종을 제시했으며 출현종과 수온 및 어류와 식물플랑크톤의 상관관계 분석을 진행 □ 연구개발성과 • 국내 최초로 환경 유전자를 이용해 원전 인근 연안 어류와 식물플랑크톤 종 조성과 변동양상을 확인하여 환경요인의 변화에 따른 수산자원의 현황 모니터링 자료 제시 • PacBio 플랫폼을 이용한 어류와 식물플랑크톤의 표준 유전자 데이터베이스 구축 • 우점 어류 최적 서식 수온 제시를 통해 기후변화나 원전의 온배수 배출에 영향을 받을 수 있는 민감한 어종에 관한 정보 제공 □ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 • 환경 유전자 기법을 이용한 기장 인근 해역의 3개년 모니터링 데이터와 Pacbio 분석 파이프라인의 도입은 해양생태계 연구에 분자생물학적 기법 확대에 활용 • Pacbio 파이프라인 기반 표준 유전자 데이터베이스 구축은 국내외 분자생태학 연구자들에 의해 다양한 연구에서 활용 • 어류 및 식물플랑크톤과 수온, 어류와 식물플랑크톤의 상관성 연구를 통해 추가적인 환경요인과 기후변화 영향 조사의 필요성 및 선행연구 자료 제시 • 어류 및 식물플랑크톤 종 다양성과 변동성 및 해양환경에 따른 상관관계에 관한 3년간의 연구 결과는 국제저널에 게재를 통해 국가 이미지 증대 및 국제적 입지 강화에 이바지함 (출처 : 요약문 2p)
    • 연구책임자 : 김현우
    • 주관연구기관 : 부경대학교
    • 발행년도 : 20230600
    • Keyword : 1. 환경 DNA 메타바코딩;고리 주변해역;3세대 염기서열 분석;표준 유전자 데이터;어류의 종 다양성; 2. eDNA metabarcoding;Pacbio SMRT technology;Gijang;Fish assemblage;Phytoplankton community structure;