Ⅳ. 연구개발 결과 ● 중저선량 방사선의 임상적 활용을 증대시키기 위한 정책과제로 뇌질환, 관절염 및 폐 질환에 대한 연구현황, 특허현황 및 산업현황에 대한 분석을 진행 ● 이를 바탕으로 향후 진행되어야할 RFP를 제안 ● 도출과정에 전문가 설문조사, 국내외 논문현황분석 (2010년 이후), 및 특허/산업계 분석을 진행하였고 이 결과를 공청회 및 전문가 자문회의를 통해 공정성을 확보 ● 또한 위해도/독성에 대한 분석을 따로 진행함으로써 중저선량 방사선 치료시 나타날 수 있는 독성/부작용에 대한 연구의 타당성을 제시 ● 위의 과정을 통해 도출된 내용은 ✓ 중저선량 방사선치료 가능 질환별 전임상 연구 체계 도출을 위해 질환 (뇌질환, 관절염, 폐렴을 포함한 폐질환등) 도출 ✓ 각 질환별 전임상 동물모델 제시, 각 질환별 중저선량 전임상 방사선 치료 사례기반 선량 조사 및 분석하여 각 질환별 최적의 선량 제시 ✓ 중저선량 방사선의 질환별 전임상 치료 효과 분석 방법론 제시 ✓ 중저선량 방사선 위해성 평가 방법론 도출을 위해 장기(organ)별 중저선량 방사선 위해성 평가 방법론 제시 ✓ 특히 중저선량 선량 특이적 위해성 평가 방법론 제시하였음. (출처 : 요약문 5p)

• 연구책임자 : 이윤실
• 주관연구기관 : 이화여자대학교
• 발행년도 : 20230800
• Keyword : 1. 중저선량 방사선;치료;방사선선량;부작용/독성. 뇌질환;관절염;폐질환; 2. Intermediate radiation;Treatment;Radiation dose;Side effects/Toxicity;Neuronal disease;Arthritis;Pulmonary disease;

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;

Ⅳ. 연구개발 결과 ○ 2022년 4월부터 12월까지 수행한 17단계 사업에서는 < 원자력 e-뉴스레터 >를 총 8회 발간하였으며, 정부, 위원회, 광역자치단체, 연구기관, 원자력 산업체, 시민단체, 대학교 및 언론사 등을 포함한 약 1.8만여 명의 구독자에게 발송하였음 ○「이달의 픽」은 최신 원자력 연구개발 소식을 심층 취재해 원자력이 국민의 삶과 밀접하게 연결되어 있고, 국민의 복지와 삶을 향상시키는 기술임을 홍보하는 콘텐츠로 구성하였음 ○ 「생생현장」 코너에서는 제66차 국제원자력기구(IAEA) 정기총회 및 기술전시회, 수출용신형연구로 및 동위원소활용연구센터 착공식 및 업무협력 협약 체결식, 한국원자력학회 제55회 정기총회 및 2022추계학술발표회 개최 등사회적 거리두기 조치 완화 이후 활성화된 원자력 국내외 주요 행사를 취재하였음 ○ 「Atomic News」는 사진을 통해 원자력 유관기관의 동향, 인사, 세미나 개최, 연구성과 등 다양한 내용의 최신 소식을 누구나 쉽게 이해할 수 있도록 구성하였음 ○ 「Global Reports」에서는 우크라이나-러시아 전쟁으로 발발한 에너지 안보 위기에 미국, 프랑스, 일본 등 원자력 선진국의 정책 변화와 소형모듈형 원자로(SMR) 관련 각 국의 정책, 지속 가능한 원자력의 활용을 위해 선결되어야 하는 문제인 사용후 핵연료 문제 등 고준위 방사성폐기물 문제 등의 해외 동향을 쉽게 접할 수 있도록 요약 및 세부 내용을 관련 기사 URL을 통해 확인할 수 있도록 구성하였음 ○ ‘일반국민용’ < 원자력 e-뉴스레터 > 코너인 「원자력 웹툰」과 「원자력 이야기」,「원자력 톡」에서는 원자력 연구개발을 재미있고, 쉽게 이해시켜 원자력에 대한 일반 국민의 관심을 제고하였음 -「원자력 이야기」는 “태양에서 쏟아지는 방사선, 우주여행 가도 될까?”, “원자로는 어떤 역할을 하나요?”, “노벨상의 원리, 몸속의 질병을 찾아내는 첨단 의료장비 3종” 등 원자력 기초 지식과 원자력 연구 분야를 국민의 눈높이로 알기 쉽게 설명해 원자력계 전문가뿐만 아니라 국민들도 원자력 정보를 쉽게 접할 수 있도록 콘텐츠를 구성하였음 -「원자력 웹툰」에서는 만화를 통해 원자력 연구개발 성과를 쉽고 직관적으로 설명함 -「원자력 톡」은 유튜브 연계 콘텐츠로, 원자력 연구개발 및 관련 유튜브 콘텐츠를 소개하였음. 한국원자력연구원 유튜브 채널 ‘과학하는 원연이’ 등의 콘텐츠를 통해 쉽고 재미있게 원자력 기본 지식과 최신 원자력 연구개발 성과를 소개함 ○ ‘전문가용’ < 원자력 e-뉴스레터 >「원자력 리포트」와 「정책 포커스」 에서는 원자력계 종사자에게 최신의 정보를 제공하고, 원자력 연구개발의 중요성과 의의를 소개함으로써 원자력에 대한 국민의 이해와 지지를 확보하는데 기여함 -「원자력 리포트」는 국내외 원자력 정책 현안을 담은 콘텐츠로서, 청정 수소생산 기술과 원자력의 활용 가능성, 소형모듈원자로(SMR) 개념 및 주요 노형별 특징, 탄소중립시대 해양 분야 원자력 적용방향, 원자력 기술개발 전망과 추진 현황 등 원자력계 종사자에게 최신의 전문 정보를 전달하였음 -「정책 포커스」코너에서는 원자력 정책의 방향과 주요 내용을 비롯해 해외 원자력 정책 동향, 국가경제의 원동력이 되기 위한 원자력의 역할, 국민에게 쉽게 다가갈 수 있는 다양한 원자력 소개 및 국민과의 신뢰를 쌓기 위한 소통 등 원자력 연구개발의 중요성과 의의를 소개하였음 ○ 고객만족도 조사 실시 결과, 주요사항으로 ‘< 원자력 e-뉴스레터 >가 원자력에 대한 이미지를 긍정적으로 바꾸는데 도움이 된다.’ 는 항목 86.78점*) 달성하였음. 이는 지난 ‘21년 실시한 고객만족도 조사의 주요사항으로 ‘뉴스레터 발간을 통한 이미지 개선’ 항목 84.62점을 달성한 것과 비교하여 2.6% 상승한 것으로 본 사업을 통해 전년도 대비 그룹별 차별화된 콘텐츠 개발 및 전달 체계 최적화를 통해 성과 홍보를 추진한 결과 원자력에 대한 인식 제고에 기여한 것으로 볼 수 있음 * 리커트 척도를 바탕으로, 응답 단계별 100/80/60/40/20점으로 환산함 ○ 이번 고객만족도 조사는 ‘뉴스레터를 주변사람들에게 추천할 의항이 있다’, ‘PC환경 및 모바일 환경에서 이용하기 편리하다’ 등 5개 참고항목을 추가하여 뉴스레터에 대한 다양한 구독자 의견을 청취하였음 ○ 2022 부산국제원자력산업전(‘22.5월), 2022 대한민국 과학축제(‘22.8월), 대전 사이언스패스티벌(’22.10월), 2022 과학기술대전(‘22.12월) 등 과학전시 행사에 참가하여 전시부스 운영 중 < 원자력 e-뉴스레터 > 콘텐츠를 소개하는 리플렛을 제작·배포하였고, 동시에 신규 구독자 확보 이벤트를 현장에서 실시하였음. 리플릿 배포 및 현장 구독 신청을 통해 구독자 1,000여명을 확보하였음 ○ 유튜브 및 블로그 등 온라인 SNS 채널을 통해 < 원자력 e-뉴스레터 > 신규 구독자 이벤트를 실시하여 4,000여 명의 구독자 추가 확보하였음 (출처 : 요약문 8p)

• 연구책임자 : 이현정
• 주관연구기관 : 한국원자력연구원
• 발행년도 : 20230800
• Keyword : 1. 원자력;탄수중립;뉴스레터;소통;국민의식;커뮤니케이션;이슈;연구개발; 2. Nuclear;Carbon Neutral;Newsletter;Communication;Public acceptance;Public awareness;Public relation;Issue;R&D;

□ 연구개발 목표 포유류에서 미토콘드리아 미접힘 단백질 반응경로 (Mitochondrial unfolded protein response, UPR^mt) 체계화 및 UPR^mt 조절인자 발굴을 통한 인체복잡질환 (당뇨병, 퇴행성 질환, 뇌신경질환, 암 등)의 병인 규명과 치료표적 발굴 ▶ 포유류에서 미토콘드리아 단백질 항상성 및 UPR^mt 기전 확립 ▶ 발굴한 신규 미토카인을 포함한 UPR^mt 조절인자의 역할 분석 및 질환마우스모델(조직 특이적 Crif1, Mrps5, Jmjd3 결손)에서 효능 검증 ▶ 당뇨병과 퇴행성 뇌신경질환의 환자조직에서 UPR^mt 유전자 및 미토카인 발현 관찰을 통한 바이오마커 및 치료제 개발 □ 연구개발 내용 한국연구실: UPR^mt유발 마우스모델 표현형 분석과 미토카인 발굴 활용 인체복잡질환 치료제 개발 ▷ 연구내용 1: 미토콘드리아 산화적 인산화 반응의 핵심인자인 Crif1 유전자에 대한 조직 특이적 결손 마우스 모델 구축 및 표현형 분석을 통하여 개체 수준에서 UPR^mt에 의한 전신 당, 단백질 및 지질 대사 조절과 면역세포 분포 및 기능분석을 시행함. ▷ 연구내용 2: 마우스 지방세포, 간세포 및 근육세포에서 UPR^mt 유도 모델을 확립하고 생물정보학을 통한 전사체와 단백체를 통합적으로 분석함. 이를 통해 UPR^mt의 세포내 분자경로를 체계화하고 분비단백체(secretome) 분석을 통해 신규 미토카인 후보군을 설정함. ▷ 연구내용 3: 생물정보학 기술을 활용하여 세포 및 생체 수준에서 발굴한 UPR^mt 조절인자 후보군을 인체복잡질환 마우스 모델에 적용하여 치료 가능성을 탐색함. ▷ 연구내용 4: 환자의 혈청과 조직에 대한 유전체/전사체/단백체/대사체 분석을 통하여 UPR^mt와 인체복잡질환의 연관성을 확인하고 해외연구실의 생물정보학 분석에 기반하여 신규 바이오마커 개발과 질환 치료물질을 개발함. 해외연구실: UPR^mt와 미토콘드리아 단백질 항상성 기전 확립과 UPR^mt 핵심 조절인자 발굴 ▷ 연구내용 1: 단일 세포 수준에서의 UPR^mt 전사체, 단백체, 후성유전체, 대사체 분석을 통해 UPR^mt 기전을 확립하고 미토콘드리아 표현형에 대한 UPR^mt의 역할을 규명함. ▷ 연구내용 2: 한국연구실과 함께 UPR^mt 조절의 핵심인자에 대한 조직 특이적 유전자 결손 마우스 모델을 확립하고 생물정보학 데이터베이스 구축 및 공유를 통해 한국연구실의 미토카인 발굴에 기여함. ▷ 연구내용 3: 예쁜꼬마선충 모델에서 UPR^mt 조절인자들의 규명 및 기능적 특징을 밝힘. 생물정보학을 통해 마우스와 인간 집단에서의 UPR^mt 조절인자를 규명하여 한국연구실의 질환 치료효과 실험에 제공함. ▷ 연구내용 4: UPR^mt 조절인자의 약리/약동학적 특징을 규명하고 생물정보학 기술을 활용하여 한국연구실의 환자 혈청 및 조직 데이터를 분석하여 인체복잡질환에서 UPR^mt 조절인자의 치료 효능 평가의 기반을 확립함. □ 활용계획 및 기대효과 ▷ 포유류 UPR^mt 경로 확립으로 인체복잡질환의 신규 병태생리기전 규명. ▷ 세포 수준에서부터 예쁜꼬마선충, 마우스 및 인체 코호트까지 UPR^mt 관찰을 통한 거대 데이터베이스 구축을 통해 미토콘드리아 연구의 활성화를 유도함. 인체복잡질환에서 UPR^mt의 중요성을 입증하여 중개의학 발전에 기여하고 신규 치료물질 개발에 공헌함. ▷ 신규 UPR^mt 조절 인자 혹은 미토카인의 질환동물모델에 대한 효능 검증을 통하여 전임상 실험에 진입함. ▷ 단일 연구 주제에 대한 국내외 다기관 협력을 통해 연구 결과의 파급효과를 극대화함 (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 송민호
• 주관연구기관 : 충남대학교
• 발행년도 : 20230200
• Keyword : 1. 미토콘드리아;미토콘드리아 미접힘 단백질 반응;미토카인;단백질항상성;대사질환;뇌신경질환; 2. mitochondria;mitochondrial unfolded protein response;mitokine;proteostasis;metabolic disease;neurodegenerative disease;Crif1;Jmjd3;Mrps5;

□ 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 연구는 신장질환 병인기전으로 Farnesoid X receptor (FXR) 의 역할을 규명하고, 이를 통해 신장질환개선치료 연구 ◼ 전체 내용 1. 신장 질환에서 핵수용체 FXR의 작용제의 효과 확인 2. FXR과 Non-SMAD 신호체계에 의한 항 섬유화 효과 3. FXR에의한 YAP의 인산화 제어 기전 연구 4. 신장 특이적 FXR knockout (KO) 마우스 제작 5. 신장 FXR에 의한 autophagy 제어 기전 탐색 6. 신장 FXR에 의한 apoptosis 조절 탐색 7. 신장 특이적 FXR 결핍 마우스를 이용한 표적 유전자 탐색 8. FXR에의한 신장 섬유화 억제효과 규명 및 기능 제시 □ 연구개발성과 ∘ FXR의 활성화로 인해 Src Kinase의 인산화 조절을 통해 YAP의 활성을 조절함을 밝힘 ∘ HK2 cell 및 마우스 모델(WT & FXR KO)에서 FXR에의해 autophagy 조절 확인 ∘ RNA-Sequencing을 통해 FXR의 새로운 타깃 유전자 발굴 ∘ 급성신장질환에서 autophagy와 apoptosis 상관관계 연구 ∘ 급성신장질환에서 초기 autophagy와 apoptosis의 조절에 따른 만성신장질환으로 진행 가속화 연구 ∘ FXR의 결핍에 따른 autophagy 및 ROS조절 연구 ∘ 급성신장질환 모델에서 새로운 세포사멸 ferroptosis를 규명하고 FXR에 의해 ferroptosis관련 유전자 조절 기전을 밝힘 ∘ 연구기간내에 총 5편의 논문, 학회 발표, 언론보도 성과가 있었음. 논문중에서는 상위 10%안의 논문 3편을 등재함 □ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 1. FXR에 의한 신장질환 치료 기반 제공 ▪ FXR에 의한 새로운 신장 섬유화 제어 기전 제시 ▪ 신장질환에서의 FXR의 기능적 역할을 제시하여 약물학적인 치료 방안 제시 2. FXR의 신장 특이적 유전자 지도 ▪ 신장 특이적 FXR의 유전자 지도를 제시하여 약물학적 표적으로의 가능성 제시 ▪ FXR을 표적으로 하는 신약개발의 기반 조성 (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 김동현
• 주관연구기관 : 전남대학교
• 발행년도 : 20231000
• Keyword : 1. 신장;핵 수용체 FXR;자가포식;세포사멸; 2. Kidney;nuclear receptor FXR;Autophagy;Apoptosis;

□ 연구개발 목표 및 내용 ◼ 최종 목표 페로브스카이트 구조를 갖는 유기-무기 융합화합물 단결정 성장과 물리적 특성 연구로 새로운 물질 개발 ◼ 전체 내용 유기와 무기 물질의 단점을 보완하고 장점을 유지하는 새로운 방식의 유-무기 물질이 필요하여 유-무기 소재는 제조비용이 저렴하고, 제조 및 소자 제작 공정이 간단하며, 광학적, 전기적 성질을 조절하기 쉬운 유기 소재의 장점과 높은 전하 이동도 및 기계적, 열적 안정성을 가지는 무기 소재의 장점을 모두 가질 수 있는 친환경적인 물질 개발 결과적으로 열에 안정적이고 친환경적인 유기-무기 융합 화합물로 구성된 페로브스카이트 타입의 물질을 개발하여 solar cell 물질에 이용하는데 기여함 □ 연구개발성과 1. 광학 소자 물질에 이용할 수 있는 페로브스카이트 구조를 갖는 유-무기 융합 화합물 단결정 성장 2. 페로브스카이트 구조를 갖는 유-무기 융합 화합물인 단결정계에서 우수한 물리적 특성을 나타내는 구조연구 3. 강탄성 특성에 의한 twin domain 연구 4. 광학 특성이 좋은 혼합 단결정의 구조적, 역학적 특성연구 5. 기초 연구로 연구 인력 양성 효과 □ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 ● 단결정 성장: 페로브스카이트 구조를 갖는 유-무기 융합 화합물을 산업체에 이용가능 (무기물인 금속물질의 여러가지 종류인 단결정 성장) ● 구조적인 특성 연구: 단결정계에서 static NMR과 MAS NMR, 그리고 spin-lattice relaxation time 실험으로 solar cell에 이용가능 기대 ● 열역학적인 특성 연구로 습기에 강한 perovskite 연구 결과 얻음 ● 결과적으로 열에 안정적이고 친환경적인 유기-무기 융합 화합물로 구성된 페로브스카이트 타입의 물질을 개발하여 solar cell 물질로 응용기대 (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 임애란
• 주관연구기관 : 전주대학교
• 발행년도 : 20230600
• Keyword : 1. 페로브스카이트;단결정 성장;구조연구;핵자기공명;열적특성; 2. perovskite;single crystal growth;x-ray diffraction;nuclear magnetic resonance;thermal property;

비공개항목입니다.

• 연구책임자 : 이운장
• 주관연구기관 : 오리온이엔씨
• 발행년도 : 20231000
• Keyword : 1. 방사성폐기물;진공복사열;건조기;적외선램프;가스소화; 2. Radioactive Waste;Vacuum radiant heat;Dryer;Infrared lamp;gas fire extinguish;

□ 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;

□ 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;