□ 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;

□ 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;

◎ 연구개발 목표 및 내용 ■ 최종 목표 □ 최종 연구 목표 ◦ 새로운 방사선 검출기로 주목 받고 있는 페로브스카이트 기반의 나노결정의 발광 메커니즘 연구를 통해 페로브스카이트의 발광의 근본적인 원리를 명확하게 이해하고, 이를 활용하여 새로운 방사선 검출기 제작 및 효율적인 검출기 구조를 개발한다. □ 연구 목표 ◦ 방사선 검출용 페로브스카이트 나노 결정의 성장 및 특성 분석 ◦ 방사선 검출용 페로브스카이트 나노 결정의 기반 섬광체 성장 및 특성 분석 ◦ 방사선 검출용 페로브스카이트 단결정 성장 및 특성 분석 ◦ 페로브스카이트 섬광체 발광 메커니즘 분석을 위한 극저온 온도 의존성 광특성 연구 ◦ 페로브스카이트 섬광체 발광 메커니즘 분석 결과를 활용한 방사선 검출기 제작 및 특성 연구 ■ 전체 내용 □ 연구 내용 및 범위 ◦ 방사선 검출용 페로브스카이트 나노 결정 성장 및 특성분석 : 페로브스카이트 나노 결정 성장은 잘 알려진 양자점 성장 방식을 통하여 CsPbX3(X=Cl, Br, I) 중 2가지 이상을 성장하고, 각각의 페로브스카이트 나노 결정은 양자 구속 효과를 확인 할 수 있도록 다양한 나노 사이즈로 합성하여 특성을 조사할 것이다. 특성 조사는 기본적으로 PL, 흡광스펙트럼, XRD, TEM 등의 측정을 통하여 사이즈에 따른 분석을 수행할 것이다. ◦ 방사선 검출용 페로브스카이트 나노 결정 기반 섬광체 성장 및 특성분석 : 페로브스카이트 나노 결정 기반 섬광체는 글라스 구조 안에 양자점을 형성하는 방식으로 본 연구실에서 보유하고 있는 글라스 성장법에 CsPbX3를 도핑함으로써 양자점 기반 글라스 섬광체를 성장할 것이다. 특성 조사는 나노 결정 측정과 유사하게 수행하여 분석할 예정이지만 글라스 안에 성장되는 양자점의 크기를 쉽게 제어할 수 없기 때문에 양자 구속 효과를 명확하게 확인할 수 있는 분석을 연구할 계획이다. ◦ 방사선 검출용 페로브스카이트 단결정 성장 및 특성분석 : 페로브스카이트 단결정은 과포화 방식을 이용한 성장으로 결함이 적은 단결정을 성장할 예정이다. 나노 결정과는 비교를 위한 단결정으로 양자 구속 효과를 가지지 않지만 과포화 방식의 성장방법으로 나타날 수 있는 다양한 특성 확인을 위한 분석을 수행할 계획이다. ◦ 페로브스카이트 섬광체 발광 메커니즘 분석을 위한 극저온 온도 의존성 광특성 연구 : 4K 극저온 냉동기를 이용하여 여기 파장에 따른 발광 스펙트럼을 확인함으로써 온도에 따른 광학적 특성을 연구할 것이며, 이를 활용하여 발광메커니즘을 규명할 계획이다. ◦ 페로브스카이트 섬광체 발광 메커니즘 분석 결과를 활용한 방사선 검출기 제작 및 특성 연구 : 발광 메커니즘을 통하여 더 효율적인 방사선 검출기 구조를 연구하고 제작하여 기본적인 방사선 검출 테스트를 수행할 것이다. 본 검출기를 통하여 본 연구자가 수행하고 있는 물리현상을 연구할 수 있는 가능성을 확인할 것이다. ◎ 연구개발성과 ◦ CsPbBr3 외 Mn, Rb도핑된 나노 결정 성장 및 특성 분석 연구 수행 ◦ MAPbBr3 로 플라스틱 기반 섬광체 성장 및 알파 스펙트럼 분석 ◦ CsPbBr3 브리지만 성장 및 기본 특성 분석 연구 수행 및 Rb 도핑 연구 ◦ MAPbBr3 극저온에서 광량 증가 확인 및 second peak 발생 확인 ◦ MAPbBr3 극저온에서 전기적 특성 확인 및 결정 상변화 확인, 저에너지 방사선 및 희귀 붕괴 측정을 위한 방사선 검출 연구 수행 ◎ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 □ 학문적 기대효과 ◦ 페로브스카이트를 이용한 벌크사이즈의 방사선 검출기 개발은 소재 분야에서 새로운 원천기술 확보를 할 수 있다는 점과 이를 이용하여 현재까지 방사선 및 핵 검출기의 효율을 높일 수 있다면 새로운 검출기 개발에 더 나아가 새로운 물리 현상을 규명할 수 있는 우수한 시스템이 될 수 있다. 특히 메커니즘을 연구하여 방사선 검출을 위한 에너지 전달, 양자구속효과, 임베디드 나노 입자 등 다양한 형태를 연구하여 학문적 백그라운드를 확보하고 이는 다른 소재분야에 역으로 적용도 가능할 것이라 기대한다. □ 산업적 기대효과 ◦ 페로브스카이트 나노 입자와 단결정 등은 이미 LED, 태양전지 등에 많은 연구가 수행되었으며 가능성을 가지고 있다. 이러한 산업분야에 본 방사선 검출기개발 및 섬광체에서 발광 메커니즘 검증 연구는 다시 LED, 태양전지에 좋은 아이디어로 적용될 수 있다. 선순환 구조의 다양한 연구 적용은 이러한 점에서 중요하다고 생각되며, 방사선 검출기 자체로도 최근 산업의 원자력 안전을 위한 모니터링 검출기, 핵융합 등 분야에 적용에도 가능성을 기대하고 있다. 더 나아가 섬광체 자체의 특성으로 의료 영상 분야에도 충분한 가능성을 가지고 있다고 기대한다. (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 박형우
• 주관연구기관 : 경북대학교
• 발행년도 : 20230900
• Keyword : 1. 페로브스카이트;방사선검출기;섬광체; 2. Perovskite;Radiation detector;Scintillator;

□ 연구개발 목표 및 내용 ○ 최종 목표 간은 인체 기관 중에서 크기가 가장 크며 다양한 세포로 구성되어 있는데 이 중 간세포(hepatocyte)는 전체 질량의 70-85%를 구성하며 간의 대사 기능을 수행한다. 특히 알코올 및 모든 약제를 외부 물질로 인식하며 전신 순환계로 흡수되는 것을 방지하고 독성을 해소하기 위하여 주요 대사과정을 수행한다. 따라서 과도한 대사과정은 세포 내 에너지 대사를 담당하고 있는 미토콘드리아의 기능을 손상시키며 이를 통해 다량의 산화제가 발생한다. 이러한 해독과정에서 발생하는 다량의 산화제는 간의 대부분을 차지하는 간세포를 손상시키고 궁극적으로는 간의 기능이 소실되어 간 독성 및 간 질환이 유발된다. 이와 관련된 대표적인 독성 물질은 알코올 및 해열진통제와 같이 접근성이 쉬운 물질이며, 간 손상으로 인한 간 질환은 특정 집단이 아닌 전 세계 모든 인종에게 해당되는 질환이기 때문에 병리 진행 기전 및 새로운 신호 조절자의 규명이 치료에 매우 중요하다. 따라서 간 질환은 간세포에서의 약물 대사 및 간 손상 메커니즘과 연관하여 이해되어야 하지만, 놀랍게도 현재까지 알코올 및 약물의 중단 또는 외과적 수술 (예:간이식) 등을 제외한 효과적인 치료방법은 없으며 치료 타겟의 발굴 및 기전에 대한 이해가 부족하다. 알코올성 간 질환은 전 세계적으로 3번째로 가장 많이 발생하는 질환이며 매년 2백 50만 명이 사망하고, 모든 사망 원인의 4%를 차지한다. 특히 우리나라에서는 바이러스 간 질환에 이어 가장 많이 발생하며 관련 사망자 수도 연간 10만 명당 9.6명으로 높다. 그럼에도 불구하고 우리나라 국민의 정서는 음주에 관대하며 대인 관계에 중요 요소로 간주되기 때문에 이는 일반 대중에서 알코올성 간 질환이 중요한 문제임을 방증한다. 특히 성인 1인당 알코올 소비량이 증가하여 최근에는 우리나라가 알코올 소비가 가장 많은 나라에 속하며, 결과적으로 알코올성 간 질환의 빠른 증가를 가져왔다. 알코올성 간 질환은 지방간 및 간섬유화를 거쳐 간 경화와 간암으로 진행하며, 만성적인 알코올 섭취는 치료가 불가한 상태로 질환을 악화시킨다. 하지만 위에서 언급했다시피 효과적인 치료제가 없는 상황이며 따라서 병리적 진행 메커니즘을 밝히는 것이 필수이다. 아세트아미노펜은 해열진통제로 널리 사용되는 치료제이다. 아세트아미노펜은 안전하다 알려져 있으나 과량 복용 시 심각한 간손상 및 급성 간부전을 유발할 수 있다. 특히 처방전 없이 약국과 편의점 등에서 구매가 쉽게 가능하기 때문에 중독의 가능성이 높으며, 미국에서는 급성 간부전의 가장 흔한 원인으로 꼽힌다. 아세트아미노펜의 해독제로 N-acetylcysteine (NAC)이 사용되고 있으나, 오심, 홍조, 두드러기, 기관지 연축, 혈관부종, 발열, 저혈압 등의 부작용이 야기된다. 여전히 NAC의 최적 용량과 기간에 대한 연구와 정보는 부족하며 안전성 및 내성에 대해서 의문이 전 세계적으로 꾸준히 제기되고 있다. 따라서 아세트아미노펜에 의한 간 손상의 완벽한 치료제가 없는 상황이며 부작용이 없는 궁극적인 치료제 개발이 필요하다. 핵 수용체(nuclear receptor)는 리간드(ligand)에 의해 활성화 되는 전사인자이다. 핵 수용체는 인간에는 48가지, 쥐에는 49가지가 존재하며 동물 세포 생존에 필수적이다. 핵 수용체는 DNA 결합 도메인을 가지고 있으며, 세포질 혹은 핵 내에 존재하고 리간드에 의하여 활성화되면 타겟 유전자까지 이동하여 유전자 발현을 조절한다. 또한, 핵 수용체는 지방, 아미노산, 약물, 알코올의 산화 등을 포함하는 대사의 역할을 수행한다. 따라서 핵 수용체는 산화 및 대사의 주요 조절자로서 간 질환 진행에서 핵심적인 역할을 할 수 있다. 특히 핵 수용체는 특정 타겟을 목표로 전사 조절하기 때문에, 핵 수용체의 리간드를 발견하고 길항제(antagonist)와 작용제(agonist)를 이용한 병리 치료 연구는 신약 개발에 있어서 매우 중요한 연구 분야로 지목되고 있다. 그럼에도 불구하고 간 손상 질환 환자의 병리 진행에서 핵 수용체의 역할에 관한 연구는 매우 미비한 실정이다. 본 연수에서는 알코올 및 아세트아미노펜에 의한 간 질환에서 활성화됨으로써 병리 진행을 촉진시키는 핵 수용체를 규명하고 그에 따른 분자적 기전을 제시하며, 대사 과정 뿐 아니라 그로 인한 세포의 사멸과 같은 손상 메커니즘을 밝힘으로써 새로운 치료적 타겟을 제시하고자 하였다. 본 연수 과정을 통한 연구결과는, 연수자의 능동적인 과학적 사고의 발전을 도모하고자 하는 본 연수의 목적과 부합할 것이며, 연수자에게는 과학적 지평을 넓힐 수 있는 기회가 될 것이라 기대한다. ○ 전체 내용 본 연수에서는 1) 알코올 및 아세트아미노펜 섭취에 따른 간질환 특이적 핵 수용체를 도출 후 활성을 관찰하고, 2) 간세포 특이적 핵 수용체 결손 동물모델을 구축하여 알코올 및 약물에 의한 간 손상 질환을 치료하는 가장 유의적인 병리 현상을 도출하였으며, 3) 병리 현상을 조절하는 핵 수용체의 하위 타겟을 규명하여 궁극적으로 각기 다른 질환 상황에서 발생하는 병리 기전의 효과적인 제어 및 치료를 위한 신규 타겟 발굴과 의약학적 활용을 위한 연구를 진행하였다. ○ 1단계 ● 목표 지금까지 간 손상 질환 병리기전의 이해와 치료전략은 단일 타겟을 통한 제어에 국한되어왔으며, 알코올 및 약물에 의한 간손상 질환에서 하나의 조절자의 차별적 기능에 대한 연구 관점은 부족했다. 본 연수를 통해 알코올 및 약물에 의한 간 질환에서의 병리 진행에 주요 조절자를 도출함으로써 질환에 따른 각각의 조절 기전을 규명하고자 하였다. 주요 조절자와 하위 타겟을 치료적 신규 타겟으로 제안함으로써, 간세포 특이적인 타겟팅을 통하여 부작용을 최소화하고 병리 진행의 완화를 목표로 하였다. ● 내용 알코올에 의한 간 손상 동물모델 구축, 유전자 결핍 마우스 활용에 의한 증명, metabolomics와 lipidomics를 활용한 대사체 분석 (알코올 식이로 유의적으로 변화하는 아미노산 대사체를 검출, 지질 대사체를 분석), RNA-seq 및 GSEA 분석을 통한 유전자 네트워크 분석 (마우스 모델의 간 시료를 활용한 RNA-seq 또는 공개용 database를 사용하여 유의미한 분자 및 pathway 도출), 일차 간세포 및 계대 배양 가능 세포주를 이용한 in vitro 실험 (간에서 분리한 일차 간세포나 세포주를 활용하여 알코올/아세트아미노펜에 의한 분자적 메커니즘을 증명하고 in vivo 유사한 실험적 의미를 도출) 등의 방법을 활용하여 알코올 및 아세트아미노펜 과잉 섭취에 따른 전사인자의 활성 및 하위 기전을 규명하였다. □ 연구개발성과 간 질환의 치료를 위해서는 기존 약물의 한계를 넘고 부작용을 최소화하는 신개념의 타겟 연구가 필요하다. 경제 및 의료의 발전에 따른 평균수명 증가 및 이에 따른 인구의 노령화에 따라 각종 만성적 질환이 급증하고 있다. 현재까지 제시되고 있는 다양한 약물들은 여전히 그 사용이 제한적이므로 이를 보완하기 위해서는 간 질환을 획기적으로 개선 시킬 수 있는 새로운 패러다임의 확립이 필요하다. 본 연수를 통해서 핵 수용체에 의한 독성 대사의 새로운 기전 규명 및 대사 변질과정에서 수반되는 세포 사멸과 생존 제어의 경로를 제시하였으며, 연구결과의 일부를 국제저명학술지에 게재하였다. □ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 본 연수를 통한 연구 성과는 알코올 및 아세트아미노펜 섭취에 따른 간 질환 상황에서 병리 이행의 이해를 위한 기반 및 효과적인 치료 타겟 구축을 위한 연구로 활용될 수 있다. 본 연수과제에서 확립한 성과들은 궁극적으로 국내외 간 질환과 연계되어 있는 에너지 대사 및 항상성에 관한 기초 지식 및 기반 기술을 구축하고 국가의 과학기술경쟁력 향상에 기여할 것이라 기대한다. 구체적으로, 본 결과에서 도출한 치료적 타겟 분자들의 기능을 향후 후속연구를 통하여 추가적으로 검증하고자 한다. 대사성 질환 환자에서 실제 밝힌 경로가 적용되는지 확인하고, 동물 모델에서의 타겟 제어를 통한 병리 개선 효과를 관찰하고자 한다. 또한, 연속적인 후속연구로 의미있는 결과들을 산출하고 국제 저명한 학술지에 게재함으로써 정보 공유를 통해 국내외 연구자들이 활용할 수 있도록 하고 간 질환 치료에 일조할 뿐만 아니라, 국내 과학적 지평을 넓히고 기술력 제고에 공헌하고자 한다. (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 김윤석
• 주관연구기관 : 서울대학교
• 발행년도 : 20230900
• Keyword : 1. 핵수용체;알코올성 간질환;약인성 간손상; 2. Nuclear Receptor;Alcoholic Liver Disease;Drug-induced Liver Injury;

Ⅱ. 연구의 배경 및 필요성 □ 정부 R&D 효과성 및 효율성 저하에 따른 지속적 개선 및 타 선진국 대비 질적 성장률 향상을 통한 연구수준 제고 요구 증대 o 매년 수립되는 성과관리 시행계획의 수립 및 향후 연구개발사업의 효과적인 추진을 통한 성과 목표 및 지표 제시 필요 - 원자력연구개발사업 추진을 위해 수립된 제6차원자력진흥종합계획 및 원자력연구 개발5개년 계획 등 상위 종합계획에서 제시된 임무에 기반한 사업의 효과적 추진을 위한 전략 마련 - ′전략목표-성과목표-성과지표′ 등의 요소들이 유기적으로 결합되어 전체적인 일관성을 가질 수 있도록 임무와 전략목표 간 연계성 확보 Ⅲ. 연구범위 및 수행절차 □ 원자력연구개발사업 분야 내 원기금으로 운용되는 사업 16개와 함께 추후 부처의 요청으로 추가된 일반 회계계정으로 구분된 방사선 기술 분야(5) 및 기초기반_방사선 분야(5)를 포함하여 총 21개 사업을 대상으로 조사·분석을 수행하였음 Ⅲ. 연구결과 □ 원자력연구개발사업(2023-2027년)의 대표 핵심성과로 선정된 6개분야는 미래원자력, 사용후핵연료관리, 원자력안전, 원전해체, 원자력인프라, 방사선 분야임 (출처 : 요약문 4p)

• 연구책임자 : 이기종
• 주관연구기관 : (주)이니씽크
• 발행년도 : 20230300
• Keyword : 1. 원자력연구개발;성과관리 체계;성과관리 전략;성과지표;지표발굴;평가기준;측정방법; 2. Nuclear technology development;performance management system;performance management strategy;performance indicator;performance goals;indicator design;evaluation standard;indicator methodology;

비공개항목입니다.

• 연구책임자 : 이홍연
• 주관연구기관 : 알엠택
• 발행년도 : 20231200
• Keyword : 1. 삼중수소;감마핵종;방사능;원자력시설;안전관리; 2. Tritium;Gamma Nuclide;Radioactivity;Nuclear Facility;Safety Management;

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 - 태아, 영유아 및 소아의 시기별, 검사별 의료 방사선 노출 여부에 따른 발암 위험도 결정 - 임상병기 0/I 대장암 환자에서 병기설정 흉부 CT 시행에 따른 생존율 비교 □ 연구 목표대비 연구결과 1. 소아 및 청소년의 경도 두부외상 환자에서 두부 CT 방사선 노출에 따른 발암 위험도 측정 - 소아 및 청소년의 경도 두부외상 환자에서 두부 CT 방사선 노출에 따른 발암 위험 정량화함. - 전체 환자에서 방사선 비노출군 대비 방사선 노출군의 혈액암 발생률(incidence rate)이 약 1.29배 증가함 (incidence rate ratio [IRR], 1.29 [95% CI, 1.03-1.60]). - 경미한 두부 외상을 나타내는 소아 및 청소년에서 수행된 두부 CT 방사선 노출은 혈액암 발생률 증가와 관련이 있음을 보임. 2. 태아기 복부·골반 CT 방사선 노출에 따른 발암 위험도 측정 - 태아기 복부·골반 CT 방사선 노출에 따른 발암 위험 정량화함. - 전체 환자에서 방사선 비노출군 대비 방사선 노출군의 암 발생률이 약 0.71배 감소함을 보였으나, 신뢰구간이 1을 포함해 유의미한 결과로 해석하기 어려움 (IRR, 0.71 [95% CI, 0.23-2.20]). - 또한, CT 노출군에서 암이 발생한 환자수가 너무 작아 실제적 해석이 어려움. - 태아기 복부·골반 CT 방사선 노출에 따른 발암 위험도를 더 정확하게 정량화하기 위해서는 더 많은 환자수를 기반으로 한 추가적인 연구가 사료됨. 3. 임상병기 0/I 대장암 환자에서 병기설정 흉부 CT 시행에 따른 생존율 비교 - 임상병기 0/I 대장암 환자에서 병기설정 흉부 CT 시행 여부에 따른 생존율을 정량화함. - 전체 생존률에 대해, 5년의 제한된 평균 생존 시간(RMST)에서 흉부 CT를 시행한 그룹과 시행하지 않은 그룹 간 차이는 유의하지 않음 (RMST difference, 0.4 [95% CI, -0.8 to 2.1] months). - 병기설정 흉부 CT 사용은 초기 대장암 환자의 생존에 영향을 미치지 않음을 보임. □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) 1. 국민 건강 증진 효과 - 본 연구의 결과는 의료에서의 과도한 영상검사 남용을 제한하는 기초자료로 사용할 수 있음. - 특히 태아, 영유아, 소아 및 청소년의 방사선 노출이 암 유발 가능성을 높일 수 있다는 경각심 고취 2. 임상 진료에 활용 - 태아, 영유아, 소아 및 청소년에서 방사선량이 일정치를 초과할 경우, MRI와 같은 다른 진단기법의 사용을 권장 - 관련 연구 및 근거 부족으로 불명확했던 흉부 CT 시행 대상 환자에 대한 진료 가이드라인 개선을 위한 타당한 근거로 활용 3. 학문적 효과 - 대규모 인구 집단에서 실측된 의료 방사선 노출에 따른 암 발생 위험도의 역학적 근거를 제시함. - 향후 방사선 노출 연구에 과학적 근거 수립 및 실증적 기초자료 제공 (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 박지훈
• 주관연구기관 : 서울대학교
• 발행년도 : 20231100
• Keyword : 1. 의료방사선 노출;전산화단층촬영;혈액암;방사선 유발암;인구기반 코호트; 2. Medical radiation exposure;Computed tomography;Hematologic malignant neoplasm;Radiation-induced cancer;Population-based cohort;

□ 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 1. 인간 배아줄기세포를 활용한 primary GBM cell line 생성 2. primary GBM을 in vitro에서 연구할 수 있는 organoid model 생성 3. recurrent glioblastoma 의 standard therapy을 연구할 수 있는 model 생성 ◼ 전체 내용 GBM은 표준 치료에도 불구하고 90% 비율의 환자에게서 재발되고 있음. 그러나 재발에 대한 standard therapy는 아직 없으며, 재발한 GBM의 경우 항암제와 방사선에 저항성을 획득하게 되어 치료 효과를 보기 매우 어려움. 본 연구에서는 GBM의 완치를 위하여는 GBM의 재발을 억제하거나 또는 이미 재발한 GBM 세포의 사멸을 유도할 수 있는 전략을 수립하고자 하였음. 이를 위해 재발한 GBM 세포의 특성을 분자 수준에서 규명하여 유전적 발현 특성을 파악이 필요함. 재발성 교모세포종 오가노이드 모델을 통하여 GBM 완치를 위한 standard therapy을 확립하고자 함. □ 연구개발성과 - Triple mutant pluripotent stem cell (PSC) 제작 - WT PSC 와 triple mutant PSC을 이용하여 organoid 제작 및 표현형 검증 - 2D culture system을 통한 GBM like cell 들의 표현형 유지 검증 후 cell stock 생성 - GBM like cell 들에 temozolomide 처리 후 cell death 확인 □ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 1. Temozolomide resistant GBM like cell 들의 특징 분석 - 2D에서 자라난 GBM like cell 들에 temozolomide treat 이후 resistance을 가지는 cell 들의 특징을 알아 볼 수 있을것으로 기대됨. - Temozolomide 에 resistant을 가진 환자들에 대한 치료에 도움을 줄것으로 기대됨. 2. RNA sequencing을 통한 GBM like cell 들이 주변의 정상세포에 미치는 영향 분석 - Glioblastoma stem like cell 들이 주변세포에 미치는 영향을 WT organoid을 활용하여 알아보고자 함. - GBM organoid 와 WT organoid fusion 이후 WT organoid 의 RNA sequencing을 통해서 DEG 분석을 하고자 함. - WT 세포들에 미치는 영향을 분석하여 이를 억제한다면 GBM 의 재발도 억제할 수 있을 것이라고 생각함. (출처 : 요약문 4p)

• 연구책임자 : 한진주
• 주관연구기관 : 한국과학기술원
• 발행년도 : 20230100
• Keyword : 1. 교모세포종;인간만능줄기세포;뇌 오가노이드;크리스퍼 유전자 편집기술; 2. Glioblastoma;Human pluripotent stem cell;Brain organoid;CRISPR-Cas9 genome editing technique;