비공개항목입니다.

• 연구책임자 : 박승문
• 주관연구기관 : 전북대학교
• 발행년도 : 20230400
• Keyword : 1. 디이노코커스;미생물;생물소재;화장품;카르테노이드; 2. Deinococcus;microorganism;biomaterial;cosmetics;carteinoid;

□ 연구개발 목표 및 내용 ◼ 최종 목표 ○ 고준위방사성폐기물 처분시설 부지특성 평가 및 조사를 위한 기준 개발 - 고준위방사성폐기물 처분시설 부지특성보고서 작성지침 고시(안) 개발 - 고준위방사성폐기물 처분시설 부지특성조사 품질보증 규제지침(안) 개발 ◼ 전체 내용 ○ 부지안전성평가관련 국내ㆍ외 현황과 연구자료 등 수집 및 분석 ○ 심지층 지질, 지진, 수리특성, 지화학, 지열 및 암석역학 특성 규명을 위한 조사요건(조사내용, 범위, 자료요건 등) 도출 ○ 심지층 특성규명을 위한 시험(실내 및 현장) 사례 및 요건 등 분석 ○ 심지층 지질구조 정밀영상화를 위한 물리탐사요건개발 ○ 심지층 및 처분고 특성 정밀규명을 위한 심부시추공 탐사요건개발 ○ 심지층처분 부지특성화 모델 개발을 위한 세부수행요건(적용범위, 구축방법, 유지관리 등) 도출 ○ 고준위폐기물처분을 위한 부지조사프로그램 운영 및 자료관리에 관련된 세부요건 도출 ○ 부지특성보고서 작성지침 고시(안) 및 부지특성조사 품질보증 규제지침(안) 개발 ◼ 1단계 ❏ 목표 ○ 심지층 특성(지질, 지진, 지열 및 암석역학, 지질공학, 수리지질, 지화학, 수리지화학) 조사방법ㆍ기준 수집 및 현황분석 ○ 방사성폐기물처분시설 부지 조사 및 건설관련 국내∙외 현황과 연구자료 수집 및 분석 ○ 고준위방사성폐기물처분시설 부지 심지층특성 규명을 위한 해석 모델 등 심지층특성 평가방법 및 기술 분석 ○ 부지고유 지하연구시설 부지특성 조사 및 평가기준 수집 및 분석 ○ 고준위방사성폐기물처분시설 부지 심지층 특성 규명을 위한 세부조사요건 (조사내용, 조사범위, 자료요건 등) 개발 ○ 지하연구시설을 이용한 부지특성 규명을 위한 세부조사요건 도출 ❏ 내용 ○ 심지층 특성(지질, 지진, 지열 및 암석역학, 지질공학, 수리지질, 지화학, 수리지화학) 조사방법‧기준 수집 및 현황분석 [국내 지진 및 환경에 대한 적합성 검토 포함] ○ 고준위폐기물 처분부지에 대한 심부조사 및 건설관련 국내ㆍ외 현황과 연구자료 수집 및 분석 ○ 중ㆍ저준위방사성폐기물 처분시설 부지조사 및 건설관련 국내ㆍ외 현황과 연구자료 수집 및 분석 ○ 해석모델 등 심지층 특성(지질, 지진, 지열 및 암석역학, 지질공학 수리지질, 지화학, 수리지화학) 평가방법 및 기술 분석 ○ 심지층 특성 규명을 위한 시험(실내 및 현장시험) 사례, 문제점, 기준 수집 및 분석 ○ 심지층 지하처분을 위한 부지 특성화 조사(시추, 물리탐사, 지질 조사 등) 사례, 문제점, 기준 수집 및 분석 ○ 부지고유 지하연구시설을 통한 부지특성 조사 및 평가 기준 수집 및 분석 ○ 처분부지 심지층 특성규명을 위한 조사내용, 조사범위, 자료요건 등 세부조사요건을 도출 ○ 심지층 지하처분을 위한 부지 특성화 조사(시추, 물리탐사 등)관련 세부조사요건 도출 ○ 부지고유 지하연구시설을 이용한 부지특성 규명을 위한 세부조사요건 도출 ◼ 2단계 ❏ 목표 ○ 심지층 단열암반 열-지하수-지화학-지진 등 연계특성 확인을 위한 시험 및 평가 요건 개발 ○ 고준위방사성폐기물 처분시설 부지조사프로그램 및 자료관리 해외사례 분석 및 심지층 정밀영상화를 위한 물리탐사요건 개발 ○ 심지층처분 부지특성화 모델개발을 위한 세부요건 및 부지특성 보고서 작성지침(안) 개발 ○ 부지특성 조사, 시험 및 자료해석 등에 관한 품질보증지침(안) 개발 ❏ 내용 ○ 심지층 단열암반 내 지하수를 통한 핵종거동 특성 평가를 위한 열-지하수-지화학, 지진과 지하수 등의 연계특성 확인을 위한 시험 및 평가방법에 관한 세부요건 개발 ○ 고준위폐기물처분을 위한 부지조사프로그램 및 자료관리 요건 관련 해외사례 수집 및 분석 ○ 심지층 지질구조 정밀영상화를 위한 물리탐사요건 개발 ○ 심지층 조사, 시험 및 자료해석에 관한 세부품질보증요건 도출 ○ 심지층 및 처분고 특성 정밀규명을 위한 심부시추공 탐사요건 개발 ○ 심지층처분 부지특성화 모델 개발을 위한 세부수행요건(적용범위, 구축방법, 유지관리 등) 개발 ○ 고준위폐기물처분을 위한 부지조사프로그램 운영 및 자료관리에 관련된 세부요건 개발 ○ 부지특성보고서 작성지침 고시(안) 도출 ○ 부지특성 조사, 시험 및 자료해석에 관련 품질보증 규제지침(안) 도출 □ 연구개발성과 ○ 고준위방사성폐기물의 심층처분시설 부지특성보고서 작성지침 고시(안) 개발 - 「원자력안전법」제63조제2항 및 「원자력안전법 시행규칙」제87조제3항에 따른 고준위방사성폐기물 심층처분시설의 안전성분석보고서 작성에 관한 사항 중 「원자력안전법 시행규칙」제87조제3항제2호 부지특성에 관한 보고서를 작성하는 것에 대한 사항을 규정하는 고시(안)을 개발함 ○ 고준위방사성폐기물의 심층처분시설 부지특성 조사 및 평가에 대한 품질보증 규제지침(안) 개발 - 원자력안전위원회 고시(폐기물.10) ‘방사성폐기물 폐기시설 품질보증기준’제5조(세부 지침) 제1항 ‘한국원자력안전기술원장은 이 기준의 효율적 운영을 위하여 필요하다고 인정할 때에는 품질보증에 관한 세부요건이나 지침을 정하여 이를 사업자에게 지침으로 제시할 수 있다.’에 의거하여 고준위방사성폐기물 심층처분시설 부지특성 조사 및 평가에 대한 품질보증 규제지침(안)을 개발함 □ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 ○ 활용계획 - 개발된 부지특성보고서 작성지침 고시(안)은, 고준위방사성폐기물 처분부지가 국가정책에 맞춰 선정될 수 있도록, 처분시설 부지 적합성 평가를 위한 부지특성에 관한 조사 뿐만 아니라 폐기물관리사업자가 인허가를 위해 규제기관에 제출하는 안전성분석 보고서 내 부지특성에 대한 작성지침으로 활용될 예정임 - 개발된 고준위방사성폐기물의 심층처분시설 부지특성 조사 및 평가에 대한 품질보증 규제지침(안)은 부지 적합성 및 특성 규명을 위해 실시하는 각종 부지조사 및 시험이 엄격한 관리 하에 이루어져서 조사 데이터 및 해석 결과의 품질을 보증하는 지침으로 활용될 예정임 ○ 기대효과 - 부지특성조사의 범위, 조사내용, 보고서 기술사항 등 고준위폐기물 처분사업자가 인허가를 위해 제출하는 심지층처분 시설의 부지특성조사보고서에 대한 작성지침 고시(안)을 제공함으로써 사용후핵연료 처분관련 국가정책이 차질 없이 수행되도록 기여함 - 부지조사에 관한 품질보증 규제지침을 개발함으로써 부지특성 조사를 수행하는 고준위 폐기물 처분사업자가 관련요건에서 정하고 있는 부지특성에 대한 품질보증 요건을 준수하고 부지 조사 및 시험에 있어 고품질의 자료를 생산할 수 있도록 함 (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 현승규
• 주관연구기관 : 한국원자력안전기술원
• 발행년도 : 20230100
• Keyword : 1. 고준위방사성폐 기물;부지특성;심지층처분;품질보증; 2. high-level radioactive waste;characteristics of site;deep geological disposal;quality assurance;

연구개요 본 연구는 고전압 방전에 의하여 공기중으로 방출된 전하를 레이다 기반 전파탐지 기법을 이용하여 탐지하고 추정하는 연구를 1,2차년도에 진행하였다. 3차년도에는 라디오미터 시스템을 제작하여 고전압 방전 등에 의한 고온 열방사의 측정연구를 진행하였다. 특히, 방전에 의한 공간전하 밀도가 낮거나 방전개시전에도 복사열에 의한 전자기파를 탐지할 수 있는 장점이 있다. 연구 목표대비 연구결과 본 연구는 DC방전에 의한 공간전하를 전파탐지 기술을 기반으로 탐지하는 것을 목표로 하였다. 이를 위하여 본 연구에서는 DC 방전 발생장치로 Tesla Coil을 이용하였고 테슬라 코일에 의한 방전전하를 탐지하기 위하여 TI사의 레이다 보드를 이용하였다. 탐지를 위한 측정시험과 시뮬레이션에 의한 결과를 비교하여 방전에 의한 공간전하 탐지가 가능함을 입증하였다. 2차년도에는 탐지 해상도를 높이기 위하여 positioner를 이용하여 탐지영역을 스캔하여 SAR 알고리즘에 의한 탐지기법을 연구하였다. 3차년도에는 이러한 공간전하의 탐지와 함께 공간전하 발생에 따른 열방사를 측정하는 연구를 목표로 하였다. 이를 위하여 라디오미터를 제작하여 비가시상의 방사에 의한 열방사를 가정한 모델에 대하여 탐지 알고리즘을 고안하고 측정시험과 비교하였다. 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성) 본 연구는 방전에 의한 공간전하가 입사된 전자파를 산란시키는 특성을 이용하여 공간전하를 탐지하는 연구를 진행하였다. 이를 이용하여 고전압 장치에 의한 방전과 고장이나 노후화에 의한 열방사를 전파탐지를 이용하여 사전에 탐지함으로써 고장진단 등에 활용할 수 있다. 또한, 열방사에 의한 전자기파 발생을 전파탐지를 기반으로 탐지함으로써 화재, 건물붕괴에 의한 생존자 탐색 등에도 활용할 수 있는 기술이 된다. (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 정용식
• 주관연구기관 : 광운대학교
• 발행년도 : 20230300
• Keyword : 1. 방전;공간전하;전파탐지;열방사;라디오미터; 2. discharge;space charge;radiowave detection;thermal radiation;radiometer;

□ 연구개발 목표 및 내용 ◼ 최종 목표 ○ 열유동 해석코드를 활용한 가동중시험 분야 현안 평가 기술 개발을 통한 가동원전 안전성 증진 ○ 원전 가동중시험을 위한 펌프 및 밸브의 성능‧상태‧열화 진단방법론 개발 ◼ 전체 내용 ○ 가동중시험 분야 규제검증 평가를 위한 열유동 해석코드 적용성 평가 ○ 열유동 해석코드를 활용한 가동중시험 현안 분석방법론 및 최적해석 지침 개발 ○ 모터구동밸브/공기구동밸브의 상태‧열화 진단 방법 개발 ○ 유압구동밸브의 성능‧상태‧열화 진단 방법 개발 ○ 펌프의 성능‧상태‧열화 진단 방법 개발 ○ 머신러닝 기술을 이용한 펌프 및 밸브의 상태기반 인공지능 진단 방법 개발 ◼ 1단계 ❏ 목표 ○ [1차년도] - 열유동 해석코드의 가동중시험 분야 적용성 평가 기반 구축 - 안전관련 기기의 현장 성능시험 측정 자료 분석 및 고장이력 조사 - 모터구동밸브/공기구동밸브 특성시험 설비 설계 및 제작 - 모터구동밸브 상태 진단 방법 개발 기반 구축 ○ [2차년도] - 가동중시험 분야 규제검증 평가를 위한 열유동 해석코드 적용성 평가 - 모터구동밸브 상태 진단 방법 개발 - 공기구동밸브 상태 진단 방법 개발 - 펌프 특성시험 설비 설계 및 제작 ○ [3차년도] - 가동중시험 분야 현안 분석을 위한 최적해석방법론 개발 - 모터구동밸브 상태기반 열화 진단 방법 개발 - 공기구동밸브 상태기반 열화 진단 방법 개발 - 유압구동밸브 성능 진단 방법 개발 기반 구축 - 펌프 성능‧상태 진단 방법 개발 ❏ 내용 ○ [1차년도] - 가동중시험 이행 및 안전관련 기기 성능평가에 대한 현안 수집 - 가동중시험 분야 규제검증 평가에 필요한 주요 열유동 현상 정의 및 분류 - 가동중시험 분야 주요 열유동 현상 예비계산 - 성능시험 현장 측정 자료 분석 - 고장이력 DB 구축 및 고장 메커니즘 분석 - 모터구동밸브/공기구동밸브 진단 신호 측정을 위한 실험 장치 구성 - 상태 진단 변수 도출을 위한 실험 방법론 개발 - 모터구동밸브 진단 신호 측정 및 분석 ○ [2차년도] - 열유동 해석코드의 가동중시험 분야 적용성 평가 방안 수립 - 가동중시험 분야 규제검증 평가를 위한 주요 열유동 현상 분석 - 가동중시험 관련 기기/계통에서 발생하는 주요 열유동 현상에 대한 해석코드 적용성 평가 - 1차원 열수력 계통해석코드에 포함된 가동중시험 관련 기기 모델링 비교/분석 - 측정 신호 노이즈 제거 기술 개발 - 모터구동밸브 진단 신호 측정 및 분석 - 특성 시험 결과를 이용한 모터구동밸브 상태 진단 모델 개발 - 공기구동밸브 진단 신호 측정 및 분석 - 특성 시험 결과를 이용한 공기구동밸브 상태 진단 모델 개발 - 펌프 시험 설비 설계 및 제작 ○ [3차년도] - 가동중시험 관련 기기/계통 대상 열유동 해석코드 최적해석방법론 개발 - 가동중시험 관련 기기/계통 대상 열유동 해석코드 예측 결과 검증 - 1차원 열수력 계통해석코드에 포함된 가동중시험 관련 기기 모델링 개선 필요 사항 도출 - 기기의 결함과 스트레서 관계 조사 및 경향성 변화 조사 - 모터구동밸브의 진단 변수 도출 및 상태기반 열화 진단 모델 개발 - 공기구동밸브의 진단 변수 도출 및 상태기반 열화 진단 모델 개발 - 유압구동밸브 진단 신호 측정 및 분석 - 펌프 진동 신호 분석 방법 개발, 노이즈 제거 기술 개발 - 펌프 진단 신호 측정 및 분석 - 특성시험 결과를 이용한 펌프 성능‧상태 진단 모델 개발 ◼ 2단계 ❏ 목표 ○ [1차년도] - 열유동 해석코드를 활용한 가동중시험 분야 현안 분석 - 머신러닝 기술을 이용한 모터구동밸브/공기구동밸브 상태‧열화 진단 방법 개발 - 유압구동밸브 성능‧상태 진단 방법 개발 - 펌프 상태기반 열화 진단 방법 개발 ○ [2차년도] - 가동중시험 분야 규제검증 평가를 위한 최적해석 지침 개발 - 유압구동밸브 열화 진단 방법 개발 - 유압구동밸브 인공지능 진단 방법 개발 - 펌프 인공지능 진단 방법 개발 - 데모 장치 제작 및 진단 방법 검증 ❏ 내용 ○ [1차년도] - 가동중시험 대상 기기 성능 및 이행 관련 현안에 대한 열유동 해석 - 가동중시험 관련 기기/계통 대상 열유동 해석코드 예측 결과의 불확도 평가 방법론 수립 및 예비평가 - 1차원 열수력 계통해석코드에 포함된 가동중시험 관련 기기 모델링 개선을 위한 열유동 해석 수행 및 해석 결과 활용 - 측정 신호 노이즈 제거 기술 개발 - 유압구동밸브 진단 변수 도출 - 특성시험 결과를 이용한 유압구동밸브 성능‧상태 진단 모델 개발 - 펌프 진단 신호 측정 및 분석 - 특성시험 결과를 이용한 펌프 상태기반 열화 진단 모델 개발 - 머신러닝 기술을 이용한 모터구동밸브/공기구동밸브 인공지능 진단 방법 개발 - 상태‧열화 진단 머신러닝 알고리즘 개발 - 진단 모델의 검증을 위한 테스트 데이터 확보 ○ [2차년도] - 열유동 해석코드를 활용한 가동중시험 대상 기기 성능 및 이행 관련 현안 분석을 위한 지침 개발 - 가동중시험 관련 기기/계통 대상 열유동 해석코드 예측 결과의 불확도 평가 - 1차원 열수력 계통해석코드에 포함된 가동중시험 관련 기기 모델링 개선안 제시 - 유압구동밸브 상태에 따른 열화 분석 및 모델 개발 - 유압구동밸브 상태에 따른 열화 진단 방법 개발 - 머신러닝 기술 기반 유압구동밸브 성능‧상태‧열화 진단 방법 개발 - 머신러닝 기술 기반 펌프 성능‧상태‧열화 진단 방법 개발 - 현장 데이터 및 실험 데이터를 이용한 개발된 진단 방법 검증 - 진단 방법 검증을 위한 데모 장치 제작 및 검증 □ 연구개발성과 1단계 총 3년(2020~2022년) 동안 다음과 같은 연구개발성과를 도출하였음. ○ 안전기술보고서(N-STAR) : 16건 - 가동중시험 분야의 규제현안 조사 및 전산코드를 활용한 예비분석 - 비상노심냉각수 주입에 따른 비정상 단상 열성층 해석을 위한 난류모델 예측성능 비교 연구(우수보고서) - 역지밸브의 닫힘거동 분석을 위한 CFD 동적격자 방법론 비교 - 전산유체역학 소프트웨어 적용성에 관한 규제 지침 개발을 위한 오리피스 내부 캐비테이션 유동 수치해석 - 보조급수계통 다단오리피스 용접부 건전성 예비평가 - 모터구동밸브 주기적 성능확인 지침 개선 방안 - 공기구동밸브 주기적 성능확인 지침 개선 방안 등 ※ 안전기술보고서 16건 중 유형②(방법론/장비 등 개발 및 비교검토) 11건, 유형③(규제화를 위한 분석,검증 결과) 5건 모두 규제 활용성을 제고한 연구 결과로 판단됨. ○ 논문 게재 : 11건 - 국내/국외 SCIE : 1건/1건 - 국내/국외 비SCIE : 8건/1건 ○ 학술대회 발표 : 52건 - 국내 학술대회 : 34건 - 국외 학술대회 : 18건 ○ 연구보고서 : 2건 - 시스템코드 펌프 및 밸브 모델 현황 - 고리 2호기 다단오리피스 구조 해석 2단계 총 2년(2021~2022년) 동안 다음과 같은 연구개발성과를 도출하였음. ○ 안전기술보고서(N-STAR) : 15건 - KEPIC MPT-19.5에서 권고한 벤투리 유량계 상류측 직관 길이의 적합성 검토 : 직경비 영향 - 캐비테이팅 벤투리의 확산부 형상에 따른 유동 및 진동해석 결과 비교 연구 - 가변적인 입구 유동분포에서 오리피스 유량계에 대한 CFD 기반 불확실도 정량화 등 - 열화 특성을 고려한 모터구동밸브 주기적 성능확인 주기 결정 방법론 - 원전 유압구동밸브 성능평가 방법론 개발 등 ※ 안전기술보고서 15건 중 유형②(방법론/장비 등 개발 및 비교검토) 12건, 유형③(규제화를 위한 분석,검증 결과) 3건 모두 규제 활용성을 제고한 연구 결과로 판단됨. ○ 규제정책 활용 : 제안 3건, 반영 2건 - 동력구동밸브(MOV, AOV) 성능확인시험에 관한 규제지침 제정 (제안/반영) - 원자력발전소 안전관련 열교환기 성능관리 규제지침 개정 (제안/반영) - 전산유체역학 프로그램을 활용한 가동중시험 분야 해석 결과물에 대한 적절성 검토 규제지침 제정 (제안) ○ 논문 게재 : 14건 - 국내/국외 SCIE : 1건/8건 - 국내 비SCIE : 5건 ○ 학술대회 발표 : 42건 - 국내 학술대회 : 32건 - 국외 학술대회 : 10건 ○ 소프트웨어(프로그램) 등록 : 2건 - 전산유동해석 불확실성 정량화를 위한 순방향 문제용 GUI 프로그램 등 ○ 포상 및 수상 : 3건 - 한국에너지학회 우수논문상(2022년) - 한국압력기기공학회 최우수논문상(2021년) 등 ○ OECD/NEA 보고서 개정본 작성 참여 - 보고서명: Best Practice Guidelines for the Use of CFD in Nuclear Reactor Safety Applications - 보고서 개정본 반영 내용: 열유동 해석코드를 활용한 가동중시험 대상 기기 성능 및 이행 관련 현안 분석과 관련된 연구 결과 ○ 위탁연구보고서 : 4건 - 가동중시험 분야에 대한 CFD 코드 해석 결과의 불확도 평가 - 판형 열교환기에서 발생하는 열성층 현상 수치해석 등 □ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 ○ 본 연구를 통해 개발되는 열유동 해석코드를 활용한 가동중시험 분야 현안 평가 기술은 기기 열화/손상에 의한 성능저하 및 안전관련 능동기기의 성능관리를 위한 가동중시험 이행 관련 현안 발생 시, 이를 정량적/정성적으로 평가하는데 활용될 수 있음. ○ 평가 결과는 원전 운영자의 가동중시험 분야 현안 발생 원인분석과 재발방지 대책의 적절성에 대한 규제자의 합리적이고 타당한 규제 의사 결정에 상당한 도움이 될 것으로 기대됨. 최종적으로는 가동원전 안전성 향상에 기여할 것으로 예상됨. ○ 안전관련 펌프 및 밸브의 상태기반 진단방법론은 기기의 성능 변화 또는 비정상 상태에 대한 예측 진단을 통해 규제 여부의 판단을 가능하게 하며, 원전 안전관련 기기의 성능신뢰도 유지관리에 대한 규제방향 제시를 통해 원전 안전성 증대에 기여함. ○ 머신러닝 기법을 이용한 진단방법의 도입을 통해 현장 측정 데이터 분석의 정확성과 객관성을 높이고, 원자력 안전규제기술에 4차 산업혁명을 이끌어가는 인공지능 기술의 접목을 통해 국내외 안전규제 분야를 선도함. (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 이공희
• 주관연구기관 : 한국원자력안전기술원
• 발행년도 : 20230100
• Keyword : 1. 가동중시험;해석코드;진단;열화;머신러닝; 2. In-Service Test;Analysis Code;Diagnosis;Aging;Machine Learning;

비공개항목입니다.

• 연구책임자 : 양진규
• 주관연구기관 : 공주대학교 산학협력단
• 발행년도 : 20230300
• Keyword : 1. 연속방사구속상태;무한대 품위값;완전 광구속;나노광학;나노 레이저; 2. BIC;infinite Qfactor;perfect confine;nanophotonics;nanolaser;

□ 연구개발 목표 및 내용 ◼ 최종 목표 ○ 현행 방사성유출물 규제기술의 유효성 확인을 통하여 「글로벌 스탠다드」와 부합하는 국내 고유의 규제기술기반 확보 및 개선 방안 제안 ◼ 전체 내용 ○ 방사성유출물 통합 데이터베이스 구축·활용 - 국제기구 및 개별국가 방사성유출물 데이터 조사 및 분석 - 방사성유출물 통합 데이터베이스 구축 - 통합 데이터베이스 기반 국내 원자력시설 방사성유출물 관리수준 평가 - 방사성유출물 데이터를 활용한 사건징후 사전인지 및 운전이력 사후 확인기술 개발 ○ 방사성유출물 규제기술 유효성 재평가 및 개선방안 도출 - 최신 국제안전기준/표준(IAEA, ISO, IEC 등) 및 선도국 규제기술 조사 및 분석 - 피폭방사선량 기준 현행배출제한치 유효성 평가 - 방사성유출물 최소검출하한(LLD) 요건 유효성 평가 - 방사성유출물 배출량 오차/불확실성 평가 기술 개발 - 다수 호기/배기구를 고려한 방사성유출물감시기 경보설정치 검증 기술 개발 - USNRC Regulatory Guide 1.21, Rev.2 (2009) 등 세부 이행기술 개발 - 방사성유출물 감시・관리 안전규제 고유 기술배경서 발간 ◼ 1단계 ❏ 목표 ○ 방사성유출물 통합DB 데이터 수집 및 유출물 규제기술 유효성 평가(I&II) ❏ 내용 ○ 국내 원전 방사성유출물 데이터 조사 및 분석 ○ 해외 방사성유출물 데이터 조사 및 분석 ○ 국내외 최신 방사성유출물 안전기준 및 규제기준/지침 Gap 분석 ○ 피폭방사선량 기준 현행 배출제한치 유효성 평가 ○ 통합 데이터베이스 기반 국내 원자력시설 방사성유출물 관리수준 평가 ○ 방사성유출물 배출량 오차/불확실성 평가기술 개발 ○ 방사성유출물 최소검출하한(LLD) 요건 유효성 평가 ○ 소규모 원자력시설 방사성유출물 규제체계 유효성 재평가 ◼ 2단계 ❏ 목표 ○ 방사성유출물 통합DB 활용방안 구축 및 유출물 규제기술 유효성 평가(III) ❏ 내용 ○ 방사성유출물 배출 데이터를 활용한 사건 예측 및 운전이력 사후 확인기술 개발 ○ 다수 호기/배기구를 고려한 방사성유출물감시기 경보설정치 검증 기술 개발 ○ USNRC Regulatory Guide 1.21, Rev.2 (2009) 등 세부 이행기술 개발 ○ 방사성유출물 감시・관리 안전규제 고유 기술배경서 발간(소규모 원자력이용시설 포함) □ 연구개발성과 ○ 연차별 연구개발성과 목표 및 달성 현황 ○ 1차년도(2020년) 연구개발 성과 세부내용 • 안전기술보고서(N-STAR): 1편 - 【성과 A1】국내·외 최신 방사성유출물 안전기준 및 규제지침 비교·분석(NSTAR-20RS21-162) • 논문게재: 0.5편(2개 연구과제 공동성과) - 【성과 B1】SCIE 논문: Calculation of Potential Radiation Doses Assosiated with Predisposal Management of Dismantled Steam Generators from Nuclear Power Plants, Sustainability, 12(12), 5149, 2020. • 학술발표: 3건 - 【성과 C1】국내 학술발표: Source Term Modeling of Release Paths of Radionuclides from Pressurized Water Reactor after Permanent Shutdown(한국방사성폐기물학회 2020 춘계 학술발표회) - 【성과 C2】국내 학술발표: Review of OSPAR Convention Methodology to Assess Radiological Impact for Non-Human Species from Radioactive Liquid Effluents (한국방사성폐기물학회 2020 춘계 학술발표회) - 【성과 C3】국내 학술발표 : Review on Effectiveness of Current Discharge Limit based on Radiation Dose for Gaseous Radioactive Effluent from Korean Nuclear Power Plants (한국방사성폐기물학회 2020 추계 학술발표회) • 인력양성: 학위취득 3명(석사 1명, 학사 2명) - 【성과 D1】공학석사 (강지수, 2020.08.) - 【성과 D2】공학사 (한지훈, 2020.02.) - 【성과 D3】공학사 (전가현, 2020.02.) • 단기연수: 1건 - 【성과 E1】강지수, SPSS 초급 통계분석(이러닝), 통계교육원(2020.08.31.~09.16.) • 기타: 6건 - 【성과 H1】정책제안: 후쿠시마 오염수 방출 관련 정부의 정책적 대응방향 제안, 「전문가가 말하는 일본 원전 오염수 방출 문제점」, 대한민국 정책브리핑 정책뉴스 (문화체육관광부 국민소통실 2020.11.20.): https://www.korea.kr/news/policyNewsView.do?newsId=148880006 - 【성과 H2】언론기고: 후쿠시마 오염수 방출 관련 언론기고, 「원전 오염수 방출, 책임 있는 일본의 역할을 기대한다」 (서울신문 27면 (오피니언), 2020.11.11.):https://www.seoul.co.kr/news/newsView.php?id=20201111027017 - 【성과 H3】정부자문: 후쿠시마 오염수 이슈 관련 정부(원자력안전위원회) 대응 관련 전문가 자문, 「방사능 환경방출 대응 관련 자문단」, 2020년 연중. - 【성과 H4】공무원 강의 (I): 방사성폐기물(방사성유출물 포함) 안전 관련 원자력안전위원회 공무원 역량강화 교육 (상반기), 2020.06.30. - 【성과 H5】공무원 강의 (2): 방사성폐기물(방사성유출물 포함) 안전 관련 원자력안전위원회 공무원 역량강화 교육 (하반기), 2020.10.29. - 【성과 H6】공무원 강의 (3): 방사성폐기물(방사성유출물 포함) 산업통상자원부 공무원 교육, 2020.10.26. ○ 2차년도(2021년) 연구개발 성과 세부내용 • 안전기술보고서(N-STAR): 2편 - 【성과 A2】국내 가동중 발전용원자로의 액체 및 기체 방사성유출물 배출특성 분석(NSTAR-21RS21-175) - 【성과 A3】국내·외 비발전 원자력이용시설 방사성유출물관리 규제 현황 분석(NSTAR-21RS21-368) • 논문게재: 1편 - 【성과 B2】SCIE 논문: New methodologies to derive discharge limits considering operational flexibility of radioactive effluents from Korean nuclear power plants based on historical discharge data, Nuclear Engineering and Technology, 54(3), 1003-1015, 2022. - 【성과 B3】KCI 논문: 국내 운영중 발전용원자로의 액체 및 기체 방사성유출물 배출특성 분석, 방사선산업학회지, 15(4): 267-274, 2021. • 학술발표: 3건 - 【성과 C4】국내 학술발표: Statisitcal Analysis of Radioactive Effluent Data From Korean Nuclear Power Plants Using R Program (한국방사성폐기물학회 2021 춘계 학술발표회) - 【성과 C5】국내 학술발표: Comparative Analysis of Methodologies for Dose Assessment due to the Radioactive Effluents: USNRC Regulatory Guide 1.109 and UNSCEAR 2016 Methodology (한국방사성폐기물학회 2021 춘계 학술발표회) - 【성과 C6】국제 학술발표: Preliminary Assessment of Conditional Release and Recycling of Concrete Waste at Radioactive Waste Repository (DECON 2021 학술발표회) • 인력양성: 학위취득 3명(석사 1명, 학사 2명) - 【성과 D4】공학석사 (이세근, 2021.02.) - 【성과 D5】공학사 (장인규, 2021.02.) - 【성과 D6】공학사 (김소윤, 2021.02.) • 단기연수: 3건 - 【성과 E2】강지수, 감마핵종분석 전문인력 양성과정 (2021.04.15.~2021.04.16.) - 【성과 E3】황영훈, RESRAD-ONSITE, RESRAD-OFFSITE, and RESRAD-BUILD Training workshop (2021.09.20.~2021.10.01.) - 【성과 E4】정석희, RESRAD-ONSITE, RESRAD-OFFSITE, and RESRAD-BUILD Training workshop (2021.09.20.~2021.10.01.) • 시제품 제작:１건 - 【성과 F1】방사성유출물 통합 데이터베이스 시제품 • 지식재산권:１건 - 【성과 G1】KHU-Integrated Radioactive Effluent Database (K-IRED), 한국저작권위원회 저작권 등록번호: 제C-2021-048242호 • 기타: 6건 - 【성과 H7】정부자문: 오염수 관련 주제발표, 외교부차관 주최 정부 후쿠시마TF 회의, 2021.05.07. - 【성과 H8】KINS 전문가회의 자문: 해외 방폐물 처분전관리(방사성유출물) 안전규제체계 및 국내 제도개선 방향 협의, 2021.05.18. - 【성과 H9】공무원 강의 (1): 방사성폐기물 안전규제(방사성유출물 포함), 2021년 상반기 2차 원자력안전위원회 공무원역량강화교육, 2021.06.29. - 【성과 H10】공무원 강의 (2): 방사성폐기물 안전규제(방사성유출물 포함), 2021년 하반기 2차 원자력안전위원회 공무원역량강화교육, 2021.12.14. - 【성과 H11】원전해체 기본과정 강의 (1): 방사성폐기물 처리/처분(방사성유출물 포함), KAIF 주관「퇴직자 · 재직자 경력전환교육」원전해체 기본과정, 2021.04.21. - 【성과 H12】원전해체 기본과정 강의 (2): 방사성폐기물 처리/처분(방사성유출물 포함), KAIF 주관「퇴직자 · 재직자 경력전환교육」원전해체 기본과정, 2021.11.25. • 포상 및 수상: 1건 - 【성과 I1 】장인규, DECON21 학술발표회 Young generation session 포스터 우수발표상 전체 3위 수상 ○ 3차년도(2022년) 연구개발 성과 세부내용 • 안전기술보고서(N-STAR): 2편 - 【성과 A4】과거 배출데이터에 기반한 방사성유출물 배출제한치 유도 방법론 (NSTAR-22RS23-079) - 【성과 A5】국내 원전 방사성유출물 배출 이력을 반영한 새로운 선량제약치 유도 (NSTAR-22RS23-078) • 논문게재: 1편 - 【성과 B4】SCIE 논문: Derivation of a new dose constraint applicable to radioactive discharges from Korean nuclear power plants through retrospective dose assessment, Nuclear Engineering and Technology, 54 (10) 3660-3671, 2022. - 【성과 B5】KCI 논문: 외국의 방사성동위원소 사용시설 방사성유출물관리 차등 규제기준 비교·분석 및 국내 적용방안, 방사선산업학회지, 16(4): 407-420, 2022. • 학술발표: 7건 - 【성과 C7】국내 학술발표: Characteristics of Radioactive Discharges and Anticipated Offsite Doses for Korean Nuclear Power Plants Under Permanent or Long-term Shutdown (한국방사성폐기물학회 2022 춘계 학술발표회) - 【성과 C8】국내 학술발표: Revisit of LLD Requirements for Airborne Discharges From PWRs in line with Effluent Concentration Limit (한국방사성폐기물학회 2022 춘계 학술발표회) - 【성과 C9】국내 학술발표: Preliminary Analysis of Uncertainties in the Calculated Value of Radioactivity for Airborne Discharges From NPPs in Batch Mode (한국방사성폐기물학회 2022 추계 학술발표회) - 【성과 C10】국제 학술발표: Practices of Offsite Dose Calculation fro the Radioactive Effluent from Korean NPPs and a New Proposal to Derive Dose Constraints (2022 Radiological Effluents & Environmental Workshop) - 【성과 C11】국제 학술발표: Analysis of Characteristics of Radioactive Discharges from Korean NPPs and Proposal to Set Radioactivity Discharge Limits (2022 Radiological Effluents & Environmental Workshop) - 【성과 C12】국제 학술발표: Preliminary Modeling to Derive New Detection Limits to Ensure Compliance with Discharge Limits for Gaseous Radioactive Effluent From NPPs (EAFORM 2022 학술발표회) - 【성과 C13】국제 학술발표: Preliminary Study on Source Term Model for Radioactive Effluents during Decommissioning of Nuclear Power Plants Using AMBER Code (EAFORM 2022 학술발표회) • 인력양성: 학위취득 5명(석사 3명, 학사 2명) - 【성과 D7】공학석사 (전가현, 2022.02.) - 【성과 D8】공학석사 (장인규, 2023.02 졸업예정) - 【성과 D9】공학석사 (김소윤, 2023.02 졸업예정) - 【성과 D10】공학사 (송현석, 2022.02.) - 【성과 D11】공학사 (황영훈, 2022.02.) • 단기연수: 3건 - 【성과 E5】한지훈, 감마핵종분석 전문인력 양성과정 (2022.09.27.~2022.09.28.) - 【성과 E6】장인규, 감마핵종분석 전문인력 양성과정 (2022.09.27.~2022.09.28.) - 【성과 E7】김소윤, 감마핵종분석 전문인력 양성과정 (2022.09.27.~2022.09.28.) • 기타: 8건 - 【성과 H13】TV 인터뷰: 채널A 뉴스 '[세계를 가다]日, 9개월 뒤면 원전 오염수 방류…주민들은 반발', 2022.09.24. 방송에 연구결과 활용 (http://www.ichannela.com/news/main/news_detailPage.do?publishId=000000315372) - 【성과 H14】규제전문기관(KINS) 기술기준위원회 방사선 및 폐기물분과 위원장 활동 : KINS 기술기준위원회 ‘방사선 및 폐기물분과 위원장’ 활동 및 방사성유출물 관련 기술기준(안) 심의에 연구결과 활용, 2020.1.~2022.12. - 【성과 H15】규제전문기관(KINS) 기술기준위원회 활동 및 관련 기술기준 심의: KINS 기술기준위원회 ‘방재 및 생활환경 분과 위원’ 활동 및 방사성유출물 관련 기술기준(안) 심의에 연구결과 활용, 2020.1.~2022.12. - 【성과 H16】규제전문기관(KINS)과 과제성과 공유:「방사성유출물 데이터의 규제활용 제고 방안에 관한 세미나」에서 규제요원 대상 과제 주요성과 소개 및 공유, 2022.11.18. - 【성과 H17】규제전문기관(KINS) 전문강좌 강의:「원전해체 전문과정」에서 ‘과도기 및 해체단계 방사성폐기물(액체, 기체, 고체) 안전관리’ 강의, 2022.11.30. - 【성과 H18】공무원 강의 (1): 방사성폐기물 안전규제(방사성유출물 포함), 2022년 상반기 2차 원자력안전위원회 공무원역량강화교육, 2022.07.01. - 【성과 H19】공무원 강의 (2): 방사성폐기물 안전규제(방사성유출물 포함), 2022년 상반기 2차 원자력안전위원회 공무원역량강화교육, 2022.12.01. - 【성과 H20】원전해체 기본과정 강의: 방사성폐기물 저장/처분(방사성유출물 포함), KAIF 주관「퇴직자 · 재직자 경력전환교육」원전해체 기본과정, 2022.09.29. • 포상 및 수상: 1건 - 【성과 I2 】강지수, 한국원자력학회 제9회 퀴리상 수상 • 규제정책활용(제안): 2건 - 【성과 J1】과거 방사성유출물 배출이력을 반영한 발전용원자로 및 관계시설의 방사능 배출목표치 설정 및 관리 (2022.12) - 【성과 J2】과거 국내 발전용원자로 방사성유출물 배출성능과 현행 방사선방호기준과 부합하는 연간 피폭방사선량 기준 개정 (2022.12) □ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 ○ 이 연구의 결과물은 원자력이용시설의 설계 및 운영 안전성 심사 및 검사과정에서 환경으로 배출되는 방사성유출물에 대한 관리 및 감시에 따른 종합 안전성을 확인·검증하는데 활용할 수 있음 - “방사성유출물 선량기반 배출제한치 설정 방법론”은 1960년 ICRP-2에 기초해 규정된 미국 10CFR50 Appendix I 체계를 탈피해 국내 ICRP-60/103 이후 방호체계에 따른 고유 배출제한치 설정을 위한 안전성 평가에 활용 - “위험도 기반 방사성유출물 계측민감도 요건 유도방법론”은 현행 원전의 운영기술지침서 첨부서류인「방사성배출물 관리계획서」에 NUREG-1301에 따라 일률적으로 명시된 핵종별 최소검출가능농도를 위험도에 근거해 합리적으로 차등화하고 그 적합성을 검증하는데 필요한 안전성평가에 직접 활용 - “방사성유출물 환경 배출방사능 불확도 평가 방법론”은 국내 원전에서 환경으로 배출되는 방사성물질 산출값에 수반되는 오차 및 불확도를 정량적으로 평가하고, 향후 환경배출 방사능 산출값의 정확도 및 정밀도에 대한 Regulatory Insight를 마련하고 원전 운영자로 하여금 자체적으로 방사성유출물 환경배출량 평가결과 신뢰도 제고 노력을 독려 - “방사성유출물 감시・관리 안전규제 고유 기술배경서”는 원전 액・기체 방사성유출물 배출 감시 및 관리에 대한 신규 규제기준 또는 지침 제정 시 기술적 근거로 활용 가능 ○ 이 연구의 결과물로 구축될 전 세계 원자력시설의 방사성유출물 통합 데이터베이스는 다음과 같이 활용할 수 있음 - 국내외 원자력시설을 망라한 “액・기체 방사성유출물 통합 데이터베이스”는 국내 원전의 방사성유출물 상대적 배출성능에 대한 객관적인 규제의 근거로 활용할 수 있고, 또한 국내 NGO 또는 주민이 특정 원전의 방사성물질 환경배출 및 이로 인한 방사선영향과 관련하여 이슈를 제기할 경우 객관적인 국제비교를 통해 정확한 정보를 제공하고 설명할 수 있는 기술적 근거 제공 가능 ※ 일본 후쿠시마 원전 오염수 해양방출 관련 대응에 기술적 근거 제공(필요시) - 통합 데이터베이스에 저장될 방대한 양의 데이터 분석을 통해 주요 운전이력과 사건이 방사성유출물 배출추이에 미치는 영향(관계성)을 분석하는 “사건징후 사전인지 및 운전이력 사후확인 기술” 활용 결과를 안전성 심사 및 검사에 활용함으로써 방사성유출물 안전규제 효과성 및 효율성 제고 (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 정재학
• 주관연구기관 : 경희대학교
• 발행년도 : 20230100
• Keyword : 1. 방사성유출물;배출제한치;주민피폭선량평가지침;원자력발전소;통합 데이터베이스; 2. Radioactive effluent;Discharge limit;ODCM;Nuclear power plant;Consolidated database;

□ 연구개발 목표 및 내용 ◼ 최종 목표 ○ RS-015의 기술적 보안조치 규제요건에 대해서 원전 운영사의 평가/이행한 결과에 대해 규제기관 승인(심사, 검사)과정에서 확인해야 하는 checklist 및 활용 가이드 개발 ◼ 전체 내용 ○ 1차년도 : RS-015 기술적 보안조치 규제요건 평가기준 개발 - RS-015 및 국내외 주요 원전 사이버보안 기술적 보안조치 규제 요건 분석 - 규제요건별 평가기준 개발 - 주요 계측제어계통 및 기기 대상 Checklist(초안) 개발 ○ 2차년도 : 원전 주요계측제어 계통에 대한 평가사례 개발 - APR1400 I&C 사이버보안 KAERI Test-bed의 ESF-CCS에 대한 평가사례 도출 - 평가 사례에 근거한 Checklist 개정 - 평가 사례에 대한 Acceptance Criteria 개발 ○ 3차년도 : 기술적 보안조치 규제요건 이행 평가를 위한 가이드 개발 - APR1400 I&C 사이버보안 KAERI Test-bed의 IPS에 대한 평가 사례 도출 - 평가 사례에 근거한 Checklist 개정 - 평가 사례에 대한 Acceptance Criteria 개정 - 규제 요건별 평가기준, Checklist, Acceptance Criteria 활용 가이드 개발 □ 연구개발성과 ○ RS-015 기술적 보안조치 규제요건 이행 평가를 위한 가이드 개발 - 평가기준 - Checklist - Acceptance Criteria ○ N-STAR 보고서 5건 - RS-015 규제요건 평가기준 및 Checklist 개발 (1차년도) - RS-015 규제요건 Checklist를 활용한 ESF-CCS에 대한 평가 사례연구 (2차년도) - RS-015 규제요건 Acceptance Criteria 개발(2차년도) - RS-015 규제요건 Checklist를 활용한 IPS에 대한 평가 사례연구 (3차년도) - RS-015 기술적 보안조치 규제요건 이행 평가 가이드 연구 (3차년도) ○ 논문발표 - 학술발표 : 4건 ○ 분석 보고서 - ESF-CCS TEST-BED 분석 보고서 1건 - IPS TEST-BED 분석 보고서 1건 □ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 ○ 활용방안 - 국내 원자력발전소 대상 매 2년 주기로 요구되는 사이버보안성 평가 및 정기검사에 규제기관의 기술적 보안조치 이행 평가 가이드로 활용 - 건설중인 신고리 5&6 심사에 규제요건 이행 평가 가이드로 활용 ○ 기대효과 - 안전한 원전 운영을 위한 사이버보안 규제기준 이행결과에 대한 체계적인 심사방안 확보로 “규제결과의 일관성 확보”, “원전 안전성 향상 및 대국민 수용성 제고” (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 송재구
• 주관연구기관 : 한국원자력연구원
• 발행년도 : 20230400
• Keyword : 1. 원자력발전소;사이버보안;규제 가이드;사이버보안 평가;보안조치; 2. Nuclear Power Plant;Cyber Security;Regulatory Guide;Cyber-security Assessment;Security Controls;

연구개요 본 연구에서는 플라이애시를 활용하여 중성자 차폐 성능을 보유한 무(無)시멘트 기반 무기 결합재 개발과 이를 활용한 비정질 (amorphous) 형태의 인공 경량 골재 제조 기술 개발 하고, 개발된 골재와 중성자 차폐 섬유를 혼합하여, 중성자 차폐 및 충격하중 저항 성능이 강화된 (=고인성) 경량 HPFRCC (High Performance Fiber Reinforced Cementitious Composites) 콘크리트를 개발한다. 마지막으로 개발된 콘크리트에 대한 MCNP (Monte Carlo N-particle Transport Code) 시뮬레이션 해석과 실제 차폐 실험을 통한 콘크리트 재료 디자인 모델을 제안하는 것이 최종목표이다. 연구 목표대비 연구결과 본 연구의 목표는 크게 네 가지이다. 첫째 중성자 차폐 성능을 보유한 무시멘트기반 무기 결합재의 개발, 둘째 저온 제조가 가능한 중성자 차폐형 비정질 인공 경량 골재 기술 개발, 셋째 중성자 차폐, 경량성 및 고인성이 확보된 HPFRCC 콘크리트 개발, 넷째 MCNP 시뮬레이션 해석과 실제 차폐 실험을 통한 재료 디자인 모델 개발이다. 다양한 실험을 통해 네 가지 연구목표를 모두 만족시켰으며, 그 결과는 다음과 같다. 기존 중성자 차폐 물질은 포틀랜드 시멘트와의 혼합 시 응결을 저해하고 강도 발현을 저해해 일반 콘크리트 제조에서는 사용이 사실상 불가능하지만 본 연구에서는 포틀랜드 시멘트와 달리 차폐 물질을 함유해도 문제가 없는 새로운 플라이애시 기반 고강도 무기계 결합재 (무시멘트 결합재)를 개발에 성공하였다. 기존의 인공경량골재 기술들은 킬른을 이용하여 1,300℃ 이상의 고온소성으로 인해 중성자 차폐 물질을 함유시켜도 제조 과정에서 소실되지만, 본 연구는 저온 조건 (90℃ 이하)만을 사용하여 비정질 형태의 인공경량골재를 개발에 성공하였다. 개발된 골재와 중성자 차폐 섬유를 혼합하여, 중성자 차폐 및 충격하중 저항 성능이 강화된 (=고인성) 경량 HPFRCC (high-performance fiber-reinforced cementitious composites) 콘크리트를 개발하였고, 압축강도, 인장강도, 탄성계수, 흡수율, 비중, 철근 부식 및 동결융해 저항성을 측정하여 개발된 콘크리트의 역학적 성능 및 내구성을 평가하였다. 추가로, Monte Carlo N-Particle transport code (MCNP) 시뮬레이션을 통해 개발된 중성자 차폐 HPFRCC 콘크리트의 강화된 중성자 차폐 성능을 확인하였으며, 다양한 미세구조 분석을 통해 개발된 인공골재 내에 존재하는 중성자 차폐 물질들의 화학적 안정성을 평가하였다. 최종적으로 모든 연구 결과를 고려하여 최적의 사용후핵연료 저장용기용 HPFRCC 콘크리트 배합표를 제시하였다. 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) - 중성자 차폐성능이 크게 향상된 고강도 경량 HPFRCC 콘크리트를 사용하여, 사용 후핵연료 저장 용기의 경량화, 고인성화 및 중성자 차폐 능력 향상을 통해 수송/설피 비용 및 파손 위험성을 감소할 수 있으며 저장용기의 수평 적재 간격을 좁혀 저장시설의 저장밀도를 크게 향상시킬 수 있다. - 콘크리트의 두께를 늘리거나 밀도 높은 중량 콘크리트를 사용하였던 기존의 차폐 방식을 개선함으로써 안전성 및 공간 확보로 인해 가속기연구소 등 방사선을 이용한 연구시설이나 원자력 구조물등의 건설재료로 적용이 가능하며, 과도한 방사선 노출 방지를 위한 의료 시설 등에서도 활용이 가능하다. - 향상된 중성자 차폐 성능과 더불어 비정질의 안전한 인공경량골재를 사용함으로써 원자력시설의 높은 안전성 및 신뢰성 확보를 기대할 수 있다. (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 오재은
• 주관연구기관 : 울산과학기술원
• 발행년도 : 20230300
• Keyword : 1. 중성자 차폐 콘크리트;인공경량골재;비정질 중성자 차폐 골재;사용후핵연료 저장용기;고인성 다기능 콘크리트 (HPFRCC); 2. Neutron shielding concrete;Artificial lightweight aggregate;Non-crystalline neutron shielding aggregate;Spent nuclear fuel canister;High performance Fiber Reinforced Cementitious Composites;

□ 연구개요 염증 사이토카인을 관절 강에 주입하여 골관절염 유발 후, nuclear factor kappa B (NF-κB) 억제제 국소 전달하여 골관절염 치료 및 치료과정 모니터링이 가능한 나노 조절제 개발하고자함 □ 연구 목표대비 연구결과 1차년도 ○ 진단/치료 모니터링 나노조절제 개발 및 분석 - TEM 및 DLS 이용하여 형태학관찰 및 나노조절제 사이즈 확인 - 나노조절제 표면개질 전/후 화학적 특성 ATR 이용하여 확인 ○ 염증 사이토카인 유도 골관절염 동물모델 제작 및 분석 - 염증 사이토카인(IL-6 및 TNF-α)를 쥐 관절강 주입하여 골관절염 유도함 - 대조군: ACL 유도 골관절염 사용함 ◎ 육안관찰 및 방사선적 관찰 : 고농도 염증 사이토카인 주입군에서 골관절염 유도확인함 2차년도 ○ 진단/치료 모니터링 나노조절제 제조 및 분석 ◎ 형태학적 관찰 및 입자분포도: ◎ 이카린 In vitro 방출 거동 확인. ◎ In vitro 안전성 평가: 세포독성 평가를 통해 확인함 - 연골세포를 이용하여 항염증효과 확인 ○ 염증 사이토카인 유도 골관절염 동물모델 제작 3차년도 ○ 나노다이아몬드 기반 NO 센서 제작 및 분석 ◎ 형태학적 관찰 및 입자분석. - 연골세포를 이용하여 NO 센서 효능 확인 - 골관절염 동물모델 이용하여 나노다이아몬드 기반 NO 센서 안전성/유효성 평가 ◎ In vivo imaging: 다빈치 이용하여 나노다이아몬드 NO 센서 효능 확인. - 골관절염 동물모델 이용하여 나노조절제 효능 평가 ◎ 통증확인, 조직학적 염색 및 염증억제확인. 4차년도 ○ NF-κB 억제제 (butein) 탑재 나노다이아몬드 제작하여 골관절염 치료제 개발 ◎ 형태학적 관찰. - 대식세포를 이용하여 염증 억제능 확인 - 골관절염 동물모델 에서 부테인 탑재 나노다이아몬드 효능확인 ◎ 통증확인, 조직학적 염색 및 염증억제확인. □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) ○ 개발된 진단/치료 나노조절제는 골관절염 진단과 동시에 치료 수행할 수 있는 것으로 환자에게 골관절염 몇 기인지 바로 알려줄 수 있고 치료병행하면서 골관절염 억제 검증할 수 있음. ○ 골관절염 유발은 대부분 NF-κB 신호전달체 의해 유발됨에 따라 근원을 막을 수 있는 새로운 치료방법을 제시함. ○ 나노조절제를 이용하여 골관절염 치료제는 나노조절제로부터 약물이 장기적 방출로 관절강 내에서 효과를 극대화 할 수 있는 치료방법을 보일 수 있음. ○ 골관절염 개발된 나노조절제는 골관절염 치료뿐만 아니라 근골격계 질환 환자들에게 확장 시킬 수 있을 것으로 기대함. (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 김학준
• 주관연구기관 : 고려대학교
• 발행년도 : 20230300
• Keyword : 1. 나노다이아몬드;일산화탄소;이카린;부테인;골관절염; 2. Nanodiamonds;Nitric Oxide;Icariin;Butein;Osteoarthritis;

□ 연구개발 목표 및 내용 ◼ 최종 목표 체내측정용 전자상자성공명(in vivo electron paramagnetic resonance spectroscopy) 치아선량계를 활용한 방사선 비상대응 및 안전규제 역량의 고도화 ○ 자원봉사자도 운영할 수 있는 자동선량평가기술 적용 ○ 피폭 환자 대상 in vivo 측정 기준 SEIP 0.5 Gy 목표 적용 ○ In vivo EPR 치아 선량평가의 신뢰도 확보를 위한 측정 데이터베이스 구축 ◼ 전체 내용 ○ In vivo EPR 분광계 체내선량 교정을 통한 평가 신뢰성 향상 - 방사선치료 과정 중에 누적선량 측정을 통해서 환자별 선량-EPR 곡선 획득 - 측정 대상: 전신방사선치료, 두경부 방사선치료 후 환자(수원시 성빈센트 병원) - 방사선량 측정민감도 개선(SEIP ~0.5 Gy): 정확성과 감도 향상 - 저선량(0~ 1 Gy) 영역으로의 외삽 (extrapolation): 통계적 신뢰성 확보 - 치아 선량평가의 신뢰도를 높이기 위한 측정 데이터베이스 구축 - 추가적 연구: 중성자 피폭에 대비한 ex vivo 측정 연구(Cf-252, 치료 중성빔) ○ 방사선비상시 대응: 피폭자 분류를 위한 in vivo EPR 분광계 운영기술 고도화 - 장비 조작성 향상을 위한 사용자 친화적 인터페이스 구축 - 자동조정 및 자동평가 기술 적용을 통한 측정속도 확보(~20명/시간) - 방사선비상대응팀 (원자력안전기술원, 국가방사선비상진료센터, 등)의 사용법 교육 - 방사선비상 시 피폭자분류를 위한 장비운영 매뉴얼 개발 ○ 평시 안전규제: 고피폭 위험군 대상의 활용방안 도출 - 과다피폭 위험의 방사선작업종사자 직종(비파괴, 원전해체 등)에서 제한적 시범적 모집군 선정(원자력안전위원회 협조) - 시범적 모집군을 대상으로 평상시 주기적(3~6개월 단위) in vivo EPR 피폭선량 모니터링 - 평시 피폭선량 모니터링으로 베이스라인 스펙트럼 확보: 개별 백그라운드 피폭선량의 Database화 - 과다피폭 시 평시 개별 백그라운드 스펙트럼과의 비교로 피폭선량의 정확한 평가 - 평시 모니터링을 통한 과다피폭 여부의 판별 가능성 - 과거 방사선 피폭 피해자들 대상 후향적 체내 피폭선량 평가 ○ 규제활용 위한 in vivo EPR 장비 개선 - 분광계의 선량평가 활용을 위한 범용 매뉴얼 개발 - 유사시 임의의 사용자가 사용할 수 있도록 사용자 친화적구성 - 장비 유지보수 관리 및 최적 관리 요령 기재 - 측정 신뢰도 향상을 위한 고정장치 개발 ◼ 1단계[2020.04.01.~2021.12.31.] ❏ 목표 체내측정용 전자상자성공명(in vivo EPR) 치아선량계를 활용한 방사선 비상대응 역량의 고도화 < 1차년도 > ○ in vivo EPR 분광계 체내선량 교정을 통한 평가 신뢰성 향상 < 2차년도 > ○ 방사선비상시 대응: 피폭자 분류를 위한 in vivo EPR 분광계 운영기술 고도화 ❏ 내용 < 1차년도 > ○ 체내선량 교정: 방사선치료 환자 선량 평가 - 방사선치료 과정 중 누적선량 측정을 통해서 환자별 선량-EPR 신호 반응 곡선 획득 - 수원시 가톨릭대학교 성빈센트 병원 협조 ○ 중성자 피폭에 대비한 ex vivo 측정 연구 - 유사시 중성자 피폭에 대비한 자료 확보 - 체내선량 교정은 아니지만 중성자에 대한 EPR 스펙트럼 변화에 대한 데이터 축적을 위한 연구 - 몬테카를로 기법을 사용한 실제 인체 내의 치아 피폭선량 계산 - Cf-252, 치료 중성빔 등 이용 ○ 치아 선량평가의 신뢰도를 높이기 위한 측정 데이터베이스 구축 - 체내 측정과 체외 측정으로 축적한 스펙트럼 데이터 분석, 활용을 위한 데이터베이스 구축 - 방사선량 측정민감도 개선(SEIP ~0.4 Gy): 정확성과 감도 향상 - 저선량(0~ 1 Gy) 영역으로의 외삽 (extrapolation) : 통계적 신뢰성 확보 - 데이터베이스 활용 연구 [1]체내 EPR 측정 시 치아의 크기와 방사선 선량 사이의 상관관계 연구 [2]연령 - EPR 치아 선량평가 시 연령에 따른 배경 신호의 변화 정도를 평가하여 선량 측정 민감도를 향상시키고자 함 ○ 치아 선량평가의 정확도 검증 - 생체시료(발치된 치아)에 대한 신뢰도 확보 –타 장비와의 비교 - Ex vivo로 EPR 평가된 치아들에 대한 정확도를 평가하기 위한 교차검증 < 2차년도 > ○ 사용자 친화적 EPR 자동 조정 시스템 개발 - 장비 조작성을 향상해 유사시 임의의 사용자가 운용 가능하도록 편의성 추구 - 체내측정을 용이하게 하기 위해 측정 대상의 움직임을 보완하는 시스템 - 측정 대상의 치아를 안정적으로 체내측정하기 위해 자동 조정 시스템 개발 - 자동 조정 시스템을 구현하기 위한 Tunable Resonator의 적용 및 성능 향상 - Tunable resonator를 통해 자동조정기술 적용을 통하여 측정속도를 확보하여 방사선비상시 발생 가능한 대량 환자에 대응 능력 강화 ○ 자동평가기술 적용 - EPR 스펙트럼 기반 자동 선량평가 시스템 개발 - EPR 분광계의 경우 Fitting algorithm을 통한 신호 평가 - 신속한 측정/평가를 위해 자동 선량 평가 시스템 필요 ○ 방사선비상 시 피폭자분류를 위한 장비운영 매뉴얼 개발 - 방사선비상진료기관에서 유사시 환자분류에 사용 가능한 활용 매뉴얼 구축 - 유사시 임의의 사용자가 사용할 수 있도록 사용자 친화적 구성 ○ 방사선비상대응팀 사용법 교육(원자력안전기술원, 국가방사선비상진료센터 등) - 실제 사용자 그룹에 장비운영법 교육(국가현장 방재센터의 협조 요청) - 방사선비상 혹은 타 선량평가 방법과의 비교를 위해 활용 가능하도록 - 사용자 친화적으로 제작된 소프트웨어 사용법과 함께 측정원리와 스펙트럼 분석 방법 교육 ◼ 2단계[2022.01.01.~2022.12.31.] ❏ 목표 체내측정용 전자상자성공명(in vivo EPR) 치아선량계를 활용한 방사선 비상대응 역량의 고도화 < 3차년도 > ○ 평시 안전규제: 고피폭 위험군 대상의 활용방안 도출 ○ 규제활용 위한 in vivo EPR 장비 개선 ❏ 내용 < 3차년도 > ○ 과다피폭 위험 방사선작업종사자 대상 체내 치아 선량평가 - 평시 안전규제를 위해 in vivo EPR 분광계 활용 - 과다피폭 위험 방사선작업종사자 직종에서 모집군 선정 - 대상 직종: 비파괴검사, 원자력발전소 해체 작업종사자 등 - 시범 운용을 위한 모집군 선정(원자력안전위원회 협조) - 선정된 모집군 대상으로 제한적 시범 운용 - 평시 피폭선량 모니터링: 과다피폭 여부 판별 가능 - 평가 대상마다 개별 백그라운드 피폭선량을 데이터베이스화 - 평시 모니터링을 통한 과다피폭 시 발생여부 판별 가능 - 정확한 과다피폭 시기 판별 및 피해 축소 가능 - 과다피폭 시 피폭선량의 정확한 평가 ○ 과거 방사선 피폭자 대상 후향적 체내 피폭선량 평가 및 검증 - 후향적 선량평가 가능한 시간이 107년에 이르는 EPR 치아 선량평가 활용 - 과거 10~20년 내의 방사선 피폭 피해에 대하여 재평가 □ 연구개발성과 ○ 세계최고 수준의 체내측정용 전자상자성공명 분광법을 이용한 피폭선량 평가 원천기술 확보 - 국내·외 특허 출원 및 등록 - 기술이전 및 사업화를 통한 제품화 가능 ○ 방사선안전분야 전문인력양성 (석박사급 1~2명/년) - 국내·외 논문게재 : 3회 - 국내·외 학술발표 : 3회/년 ○ 첨단기술을 이용한 원자력안전기술원 안전규제기술 강화 - 과다피폭 위험군 직종의 평시 EPR 스펙트럼 데이터베이스 □ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 ○ 방사선비상시 현장대응역량(counter-measure)의 첨단화(세계최고 수준) - 대규모 피폭자가 발생할 경우에도 20명/시간의 세계 최고 수준의 빠른 환자분류 가능 - 국가방사선비상진료센터의 현장대응능력 강화 ○ 과다피폭 위험군에 대한 추가적 안전규제 장치 확보 - 첨단기술을 이용한 원자력안전기술원 안전규제기술 강화 - 과다피폭 발생시 피폭량을 평가 가능한 지표 확보 - 개인별 베이스라인 스펙트럼 확보를 통한 피폭선량 평가 정확도 향상 - 위험군에 대한 피폭선량 시 모니터링을 통한 과다피폭 여부의 판별 - 원자력발전소 해체산업 시대에 대응하여 증가하는 작업종사자 안전체계 확립 - 신호의 안정성(107년)을 이용한 과거 방사선 피폭 피해자들의 후향적 피폭선량 평가 ○ 과거 방사선피폭 피해자들의 정확한 피폭선량 평가를 통한 사회적 이슈 (암발생 및 사망 등의 의료분쟁, 경제 보상권 등 각종 법률분쟁) 해결의 근거 자료 - 피폭자의 피폭선량과 의학증상간의 관계를 확인할 수 있는 연구에 활용 ○ 세계최고 수준의 체내측정용 전자상자성공명 분광법을 피폭선량 평가 원천기술 확보 - 국내·외 특허 출원 및 등록 - 기술이전 및 사업화를 통한 제품화 ○ 사회적 기대효과 - 첨단기술을 이용한 방사선 안전문화 확립 홍보 - 대국민 원자력·방사선에 대한 인식 개선 (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 예성준
• 주관연구기관 : 서울대학교
• 발행년도 : 20230400
• Keyword : 1. 비상 대응;규제 활용;전자상자성공명;치아 선량평가;데이터베이스; 2. Counter-measure;Regulation;EPR;Tooth Dosimetry;Database;