□ 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 3차원 복사-유체 시뮬레이션(3D radiation-hydrodynamics)을 이용하여, 다양한 질량과 진화 단계를 갖는 항성의 표면 대류 현상에 대해 3차원 수치 모형군을 구축한다. 전체 내용 본 연구는 작은 질량을 갖는 항성들에 대하여 질량과 진화 단계에 따른 표면 대류층의 수치 모형군을 구축하는 것이다. 태양과 같은 작은 질량의 항성 표면과 대기는 정유체 평형이나 국부적 열평형 상태가 아니며, 중심에서 전달된 에너지가 매우 급격하게 대류에서 복사로 전환되는 전이지역으로 유체의 운동학적 특성뿐만 아니라 매질의 광학적 특성이 매우 중요한 요소가 된다. 따라서, 항성 표면 난류 현상을 구현하기 위해서는 유체 역학적 계산 내에 정교한 복사 전달 과정이 포함되어야 한다. 3차원 복사-유체 시뮬레이션을 이용하여, 다양한 질량과 진화 단계를 갖는, 항성 표면의 3차원 수치 모형을 구축하는 것이며. 이로부터 항성 표면과 대기의 물리량의 분포를 정량적으로 파악하여, 항성 스펙트럼의 형성 과정에 대한 중요한 정보를 제공할 수 있다. 1단계 목표 복사-유체 코드 개발/점검 및 수치 모사 수행 내용 ▪ 다양한 질량과 진화 단계에 적합한 코드 개발 및 점검 ▪ 항성 환경에 적합한 물리량(흡수계수, 상태방정식) 테스트 ▪ 초기 모형 계산과 복사-유체 수치 모사 실시 연구개발성과 다양한 질량과 진화 단계의 항성 환경에 적합한 복사-유체 수치 코드를 개발, 점검하였다. 또한, 표면 대류 현상에 관련된 다양한 물리량들을 수치 코드 내에 일관된 방식으로 계산하여, 복사-유체 시뮬레이션의 시작 모형군을 갖추었다. 영년 주계열(ZAMS) 및 종단 주계열(TAMS)의 진화 단계를 갖는 항성의 표면 및 대기의 복사-유체 수치 모형을 구축하였으며, 적색 거성 단계의 시뮬레이션을 수행 중이다. 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 3차원 표면/대기 모형을 이용하여, 1차원 항성 내부 구조/진화 모형에서 불가피하게 차용해왔던 보조 변수들을 검증 및 보완할 수 있다. 태양의 금속함량비를 기준으로 만들어진 3차원 모형을 확장하여 다양한 금속함량비를 갖는 모형군으로 확장한다. 3차원적으로 운동하는 매질의 특성을 이용하여 정교한 스펙트럼 합성이 가능하다. (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 김용철
• 주관연구기관 : 연세대학교
• 발행년도 : 20230600
• Keyword : 1. 항성대기;광구;유체;복사전달; 2. Stellar atmospheres;Photosphere;Hydrodynamics;Radiative transfer;

Ⅱ. 연구개발의 목적 및 필요성 - 목적 ⦁첨단산업분야(원전, 방산, 항공, 우주, 조선산업 등) 기술 개발 응용 ⦁미래산업 육성 및 산업체 가속기 활용 활성화를 위한 차세대 복합빔 조사시설 구축 - 필요성 ⦁방산, 원자력 분야 부품·장비 첨단화 필요에 따른 부품 및 소재 결함 분석 고도화 필요 ⦁국내 유일 중성자원인 ‘하나로’의 가동 중단으로 미래기술 개발을 위해 대체 장비 필요 ⦁결함분석을 위해 X-ray를 활용하고 있으나 복합소재 및 밀도 높은 소재 분석 불가능 Ⅲ. 연구개발의 내용 및 도출결과 - 복합빔 시설의 창원국가산업단지2.0 내 구축 당위성 수립 ⦁창원은 전국 방산매출액 24.1% 등 국내 최고 방위산업 핵심도시 ⦁산업부, 국토부(‘23.3.15) 국가첨단산업벨트 조성 계획에 방위·원자력 융합 지역으로 선정 ⦁연관 산업 클러스터 및 우수한 연구 인프라 보유 - 도출된 복합빔 시설의 규모 및 상세제원 ⦁사업예산: 4,500억원, 사업기간: ’25 - ‘29(5년), 부지면적: 000,000m3 ⦁제원 및 조사면적 등 - 향후 사업 추진방향 ⦁시설 및 장치의 설계, 구축 및 운영 등을 위해 경험과 노하우를 보유한 전문기관이 주관 Ⅳ. 기대효과 - 경남권의 산·학·연을 연결하는 첨단방위·차세대 원자력 산업 요충지로 활용 가능 ⦁(산업체 및 산업단지) 밀양나노센터, 김해골든루트산업단지, 한화에어로스페이스 등 ⦁(대학) 경상국립대학고, 연암공과대학교, 인제대학교, 창원대학교 등 ⦁(연구원) 한국재료연구원, 국방기술품질원, 국방기술진흥연구소 등 - 차별화된 결함 이미지 분석을 통한 첨단방위·차세대원자력 산업의 도약에 기여 가능 ⦁선도적 서비스 모델을 구축하여 신뢰성에 기반한 제품의 글로벌 시장 경쟁력 확보 ⦁인력양성을 통해 신속･정확한 품질 검증･조사 서비스 제공 ⦁자체 연구부서 운영을 통하여 고도화된 융합 하이브리드 영상 시스템 제공 (출처 : 요약문 4p)

• 연구책임자 : 이종만
• 주관연구기관 : 한국재료연구원
• 발행년도 : 20231200
• Keyword : 1. 복합빔;조사시설; 2. Multiple ion beam;Irradiation facility;

연구개요 본 연구과제를 통해 고주파수(~MHz) 표면탄성파에서 기인한 마이크로스케일 음향흐름유동과 음향방사력을 기반으로 차세대 헬스케어 산업에서 중요한 역할을 차지하는 바이오미세유체플랫폼을 개발하고 응용하였다. 연구 목표대비 연구결과 분산상 유체와 서로 섞이지 않는 연속상 유체와의 교차유동으로 미세유체칩 내 나노/피코리터급 액적의 화학적 농도를 온칩(on-chip) 방식으로 제어할 수 있는 음향미세유체역학 기술을 개발하였다. 에너지효율적인 음향방사현상 유도를 위한 마이크로입자와 인가 표면탄성파의 주파수의 관계를 규명하였다. 미세유체 채널에서 선형 항생제 농도 구배를 형성하여 항생제의 반복적인 희석을 수행하지 않고 항생제의 적정용량을 구하는 방식을 개발하였다. 주파수를 제어하여 원하는 크기의 기능성 입자를 선택적으로 분리함으로써 표적 생체분자를 분리하였다. 고착되어있는 미세 액적 내부에 표면탄성파를 전파하여 원발성 암세포 환경을 간단히 모사하였다. 음향흐름유동을 이용하여 표적 방향만으로의 기능적 변화를 유도하여 효과적인 세포독성 반응을 나타나게 하였다. 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성) 4차 산업혁명 도래에 발맞춰 개인맞춤형 의료서비스의 중요성이 높아지는 가운데, 음향 미세유체역학의 원천기술을 응용하여 바이오미세유체플랫폼을 개발해 기존의 비동적·비정밀 플랫폼과는 차별화된 방식으로 개인맞춤형 차세대 헬스케어 산업의 기술경쟁력 확보. 숙련된 전문가나 고가의 장비 없이 생체 샘플을 분석 가능하며 효율적이고 정밀한 바이오미세유체플랫폼의 개발을 통해, 산업 친화적 생태계 구축이 미비한 국내 헬스케어 분야에 새로운 성장동력을 제공함으로써, 미래 성장 가능성이 높은 글로벌 4차산업 헬스케어 분야의 국제적 수준에 도달. (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 성형진
• 주관연구기관 : 한국과학기술원
• 발행년도 : 20230300
• Keyword : 1. 표면탄성파;바이오미세유체 플랫폼;음향흐름유동;음향방사력; 2. surface acoustic waves;biomicrofluidic platform;acoustic streaming flow;acoustic radiation force;

□ 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;

연구개요 이번 연구과제에서는 고밀도/고온의 핵물질 안에서 다양한 종류의 벡터 중간자들이 유한한 속도를 가지고 움직일 때 겪는 질량 변화를 이론적으로 계산해 보고자 했습니다. 연구 목표대비 연구결과 이번 연구과제의 초기 연구계획서에 기재된 최종목표는 아래와 같이 크게 두 가지였습니다. ㄱ) 유한한 밀도안에서 움직이는 Φ 중간자의 질량 변화 계산 ㄴ) 고온의 핵물질 안에서 움직이는 J/Ψ의 질량 변화 계산 하지만 연구개발과제의 1차 목표였던 유한한 밀도에서 움직이는 Φ 중간자의 특성 변화에 대한 이론적 고찰이 최초 연구개시일 이전에 완수되어 논문에 게재까지 완료됐습니다. 따라서, 이 부분이 연구 성과에 미반영되었습니다. 하지만 이번 연구과제에서 고찰한 이론적 방법이 벡터 중간자 뿐만 아니라 자기 수반(self-adjoint) 형태를 가진 스칼라, 유사스칼라, 유사벡터 등 다른 중간자에도 동일하게 적용될 수 있음을 알게 되었습니다. 이를 이용해 두 번째 연구 대상이었던 J/Ψ 중간자 외에 η_c, Χ_c0, Χ_c1 중간자들의 특성변화도 같이 연구해 보았고 추가로 J/Ψ 중간자와 유사한 구조를 가지고 있지만 질량 스케일이 다른 Υ(1S) 중간자에 대해서도 연구해 보았습니다. 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성) 이번 연구과제의 1차 목표였던 유한한 밀도에서 움직이는 Φ 중간자의 특성 변화에 대한 이론적 고찰은 아쉽게 연구개시일 이전에 완수되어 최종 성과에 반영되지는 않았지만, 곧 일본의 J-PARC 실험에서 이 효과를 실제로 관측할 것이기 때문에 추후에 실험결과와 직접 비교 분석하는 연구를 진행해볼 수 있을 것입니다. 그리고 2차 목표였던 고온의 핵물질 안에서 움직이는 J/Ψ 중간자의 특성 변화 연구의 경우에는 이론적 고찰을 통해 훨씬 더 많은 입자들로 확장할 수 있었습니다. 이는 추후 쿼크-글루온 플라즈마 상태의 핵물질 안에서 무거운 중간자들이 겪는 질량변화를 좀 더 정밀하게 연구하는데 도움을 줄 것으로 기대됩니다. (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 김형주
• 주관연구기관 : 연세대학교
• 발행년도 : 20230300
• Keyword : 1. 벡터 중간자;질량 변화;QCD합규칙;운동량; 2. vector meson;mass shift;QCDSumRule;momentum;

비공개항목입니다.

• 연구책임자 : 김원혁
• 주관연구기관 : 엔케이에스(주)
• 발행년도 : 20230300
• Keyword : 1. 사용후핵연료;건식저장용기;캐니스터;모바일로봇;레이저피닝; 2. Nuclear spent fuel;Dry cask storage;Canister;Mobile robot;Laser peening;

□ 연구개요 폐암의 조직학적 분류, 생물학적 분류, 유전학적 분류에 따른 뇌전이암의 위치 별 발생확률 분석을 통하여 발생확률이 높은 영역의 조사량을 늘려, 전이암 발생확률을 낮추고, 발생확률이 낮은 영역의 조사량을 낮추어, 인지장애, 감정장애, 운동장애 등의 부작용을 방지할 수 있음. 궁극적으로 환자 개인별 맞춤 치료를 실현하여 뇌전이암 환자의 삶의 질을 높일 수 있음. 추가적으로 뇌전이암의 병태생리를 더 깊이 이해할 수 있음. □ 연구 목표대비 연구결과 위의 연구목표를 실현하기 위하여 폐암 뇌전이암의 뇌영역별 확률지도를 구축하였습니다. 이 연구결과에 따르면 폐암 뇌전이암은 원위 중뇌동맥 (MCA) 끝단과 소뇌영역에서 잘 발생하였습니다. 또한 해마 영역에 뇌전이가 잘 생길 수 있는 임상 요인의 탐색을 실시하였고, 두개외 전이가 있거나 EGFR 수용체 변이가 있는 경우 해마에 전이가 될 확률이 높다는 것을 밝혔습니다. 추가로 인공지능을 응용하여 뇌전이암의 진단 및 분획 자동화 프로그램을 구축하였습니다. 개발한 뇌전이 진단 및 프로그램 기반 치료반응 평가가 기존 평가 방법과 차이 나지 않음을 확인하여서 임상에서 잘 활용할 수 있을 것으로 기대합니다. □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성) 이번 연구를 통하여 다음과 같은 기대효과를 예상할 수 있습니다. 첫번째, 뇌전이암 발생확률지도를기반으로 하여 뇌전이암의 발생확률이 높은 영역에는 방사선 조사량을 높여서 뇌전이암의 발생을 예방할 수 있으며, 이는 뇌전이암 환자의 기대 수명률을 높일수 있습니다. 반대로, 뇌전이암의 발생확률이 낮은 영역에는 방사선 조사량을 줄여서 방사선 피폭으로 인한 인지 기능저하, 우울증과 같은 감정 장애, 운동장애 등을 감소시킬 수 있습니다. 두번째, 뇌전이암의 치료 평가는 주로 정성적으로 이루어지는데 이는 측정자 간에 차이가 있을 수 있다. 그러나 이번 연구를 통하여 뇌전이암 분획 알고리즘 구축으로 뇌전이암의 용적을 자동으로 계산이 가능해질 수 있다. 따라서 뇌전이암의 정량적 평가가 이루어질 수 있고 정확한 뇌전이암의 평가가 가능할 것으로 예상됩니다. 세번째, 소아 임파선종 환자나, 다른 뇌종양 환자들에게도 위치기반 분석법을 확장할 수 있습니다. 이를 치료에 응용할 수 있고 질환의 병태생리를 깊이 이해할 수 있습니다. (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 안성준
• 주관연구기관 : 연세대학교
• 발행년도 : 20230300
• Keyword : 1. 뇌전이암;방사선 치료;폐암;맞춤치료;뇌인지 장애; 2. Brain metastasis;Radiation therapy;Lung cancer;Personalized therapy;Neuro cognitive decline;

□ 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 본 연구과제는 우수한 내방사선 특성과 우수한 전기적 특성을 동시에 가지는 산화물 박막 트랜지스터(thin-film transistor, TFT)를 구현을 목표로 3개년에 걸쳐 진행되었음. 각 연차별 세부 연구 성과는 아래와 같음. ■ 1차년도: 다양한 방사선 조사에 의한 산화물 TFT의 열화 메커니즘 규명 ■ 2차년도: 산화물 TFT의 내방사선성 확보를 위한 요소 기술 개발 ■ 3차년도: 고성능 내방사선 산화물 TFT 및 이에 기반한 단위 회로 구현/검증 □ 연구 목표대비 연구결과 본 연구과제의 연차별 연구 목표 대비 연구 결과는 다음과 같음. ■ 1차년도: 과제의 1차년도에서는 proton과 X-ray 조사로 인한 산화물 TFT의 전기적 특성/신뢰성 열화 원인을 분석하였음. 이를 통해 displacement damage가 proton 조사로 인한 특성 열화의 주요 원인임을 확인하였으며, X-ray 조사로 인한 VO의 증가는 채널 두께가 증가할수록 큰 영향을 받는 것으로 확인되었음. 이는 과제의 목표와 부합하는 결과임. ■ 2차년도: 과제의 2차년도에서는 a-IGTO를 채널층으로 활용하는 산화물 TFT의 채널 두께와 passivation 두께, 종류가 proton과 X-ray 조사 하에서 전기적 특성에 미치는 영향을 확인하였고, 패시베이션층 내부에 수소 함량이 적은 공정 방법 및 얇은 두께의 패시베이션층 조건으로 우수한 내방사선성 및 전기적 특성을 가지는 산화물 TFT의 조건을 과제의 목표에 부합하는 방식으로 확립하였음. ■ 3차년도: 과제의 3차년도에서는 n형 IGZO TFT와 p형 SnO TFT로 구성된 CMOS inverter를 구현하였고 이에 대해 100 Gy dose의 X-ray 조사 전과 후의 동작 특성을 비교하여 동작 특성이 거의 일정하게 유지됨을 확인하였음. 제작된 CMOS inverter는 전원전압(V_DD) 10 V 인가 시, X-ray 조사 전과 후에 각각 약 33.4 V/V와 33.1 V/V의 gain을 가지고 있고 V_M은 약 5.3 V/ 5.1 V 가짐이 확인되었으며, 이는 과제의 목표에 부합하는 수치임. □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) 본 과제의 수행을 통해 고성능 고내방사선성 산화물 박막 트랜지스터를 구현하였으며, 이에 기반한 단위 회로를 구현하는 확장된 기술을 마련하였음. 산화물 TFT는 기존의 a-Si TFT 대비 전기적 특성이 탁월하고 유기 TFT 대비 전기적 신뢰성과 내방사선성이 우수하며 polyimide 등 유연기판에 제작이 용이한 장점을 가지고 있음. 본 과제를 통해 도출된 연구개발결과는 입자치료 의료기기용 대면적 방사선 영상 센서, 대면적 방사선 검출기 및 우주 환경 및 극한 환경 하에서 동작을 요하는 다양한 대면적 전자시스템 등의 제작에 필요한 핵심 요소 기술을 확보하는데 크게 공헌할 수 있을 것으로 기대됨. (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 권혁인
• 주관연구기관 : 중앙대학교
• 발행년도 : 20230300
• Keyword : 1. 산화물 반도체;박막트랜지스터;내방사선;상보적 로직회로;고성능; 2. Oxide Semiconductor;Thin Film Transistor;Radiation Hardening;Complementary Logic Circuit;High-Performance;