비공개항목입니다.

• 연구책임자 : 배성훈
• 주관연구기관 : (주)바론시스템
• 발행년도 : 20231000
• Keyword : 1. 얼굴 인식;원전 재난;재난 대응;얼굴 랜드마크;딥러닝; 2. Face Recognition;Nuclear Power Plant Disaster;Disaster Action;Face Landmark;Deep learning;

□ 연구개발 목표 및 내용 ◼ 최종 목표 본 연구의 최종목표는 가압경수로 사용후연료의 염소화(chlorination) 공정 및 용융염고속로(MSFR)에 기반한 지속가능한 혁신적인 원자력 시스템 개념의 도출과 기술의 타당성 평가 및 이를 사용후연료 문제의 이상적 해결방안으로서 적용하는 것이다. ◼ 전체 내용 상기의 목표 달성을 위하여 다음과 같은 주요한 목표들을 상정함 • 사용후연료 기반의 지속가능한 용융염고속로 (MSFR) 노심 개념 및 활용방안의 도출 • 가압경수로 사용후연료의 용융염고속로 연료 변환 시스템 개념 도출 및 기술적 타당성 확인 • 전산열유체역학과 불확실성 정량화 분석을 결합한 용융염고속로 (MSFR)의 설계 최적화 연구 • 용융염고속로 (MSFR)에 적용할 수 있는 고성능 구조재 도출 및 기계적 특성 분석 각 그룹별 연구내용은 다음과 같다. • 1그룹(김용희 교수): 사용후연료 기반의 지속가능한 용융염고속로 (MSFR) 노심 개념 및 활용방안의 도출 • 2그룹(윤종일 교수): 가압경수로 사용후연료의 용융염고속로 연료 변환 시스템 개념 도출 및 기술적 타당성 확인 • 3그룹(김현진 교수): 전산열유체역학과 불확실성 정량화 분석을 결합한 용융염고속로 (MSFR)의 설계 최적화 연구 • 4그룹(한승민 교수): 용융염고속로 (MSFR)에 적용할 수 있는 고성능 구조재 도출 및 기계적 특성 분석 ◼ 1단계 1차년도 ❏ 목표 각 그룹별 1차년도 연구목표는 다음과 같다. • 1그룹: 사용후연료를 포함하는 염소염기반의 연료자급형(Breakeven) 용융염고속로 (MSFR) 노심 개념 도출 및 방사선이 물의 전기분해에 미치는 영향 고찰 • 2그룹: 가압경수로 사용후연료의 용융염고속로 연료 변환 개념 확립 • 3그룹: 용융염 액체연료의 유체·열전달 해석 모델 개발 및 불확실성에 따른 민감도 분석 • 4그룹: MSFR용 구조재 후보 선정 및 시편 제작 ❏ 내용 각 그룹별 1차년도 연구목표의 내용은 다음과 같다. • 1그룹 1차년도: - 노물리적 관점에서의 염소 기반 용융염 후보군 물성조사 - 연료자급(Breakeven) 달성을 위한 설계조건 확립 - 몬테카를로 전산코드를 활용한 연료자급 운전 예비적 전산모사 수행 및 평가 - 방사성 동위원소 Cs-137이 방출하는 감마선에 따른 물의 전기 분해 효율 향상 가능성 실험적 평가 • 2그룹 1차년도: - 기존 사용후연료 변환 공정의 사용후연료 내 U/TRU/RE의 분리 및 금속/염화물 형태로의 변환 효율 비교 분석 - 기존 사용후연료 변환 공정에서 용융염고속로 연료 변환을 위한 추가 공정의 필요성 및 보완점 제시 • 3그룹 1차년도: - 용융염 액체연료의 유체·열전달 해석 모델 개발 및 검증 - 용융염 액체연료의 불확실성에 따른 유체·열전달 해석 민감도 연구 및 검증 • 4그룹 1차년도: - MSFR용 구조재 후보 선정 - MSFR용 구조재 시편 제작 및 Characterization ◼ 1단계 2차년도 ❏ 목표 각 그룹별 2차년도 연구목표는 다음과 같다. • 1그룹: 사용후연료를 포함하는 염소염기반의 연료자급형(Breakeven) 용융염고속로 (MSFR) 예비 개념설계 수행 • 2그룹: MSFR에 최적화된 가압경수로 사용후연료의 용융염고속로 연료 변환 공정 흐름도 도출 • 3그룹: 용융염 고속로의 형상 최적화 및 중성자역학 연계-열유동 해석 모델 적용 • 4그룹: MSFR용 구조재 인장 특성 평가 ❏ 내용 각 그룹별 2차년도 연구목표의 내용은 다음과 같다. • 1그룹 2차년도: - 선정된 용융염 핵연료 기반의 노심 예비개념설계 수행 - 사용후핵연료 주입전략 수립 및 노물리적 평가 진행 - 반응도제어기기를 통한 운전기간동안의 정지여유도 평가 수행 • 2그룹 2차년도: - MSFR 연료 제조 개념에서 활용되는 염소화 공정 검증 및 대안 공정 확인 - 사용후연료를 활용한 MSFR 연료 제조 공정 흐름도 구축 및 공정 최적화 - MSFR에 활용되는 염화물 시스템 용융점 및 조성 예비조사 • 3그룹 2차년도: - 용융염 고속로의 형상 최적화 - 용융염 고속로 노심 및 열교환기 내부 유체의 중성자역학 연계-열유동 해석 모델 적용 및 평가 • 4그룹 2차년도: - MSFR용 구조재 인장 시험 - 인장 시험 후 파단면 관측 및 변형 거동 분석 □ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 • 사용후연료 문제를 해결한 장기적으로 지속가능한 원자력 시스템 개념 도출 및 이에 기반한 원자력 산업의 탄소중립 기여 제고와 사용후연료 관련 사회적 비용 절감 • 안전하고 극히 효율적인 사용후연료 처리/처분 방안을 제시함으로써 국내외 원자력 산업계 기술개발 및 발전 방향 제시 • 순환연료주기에 기반한 고유 MSFR 원자력 시스템에 대한 다양한 지적재산권 확보 • 방사선이 물의 전기분해에 미치는 영향 파악 및 이에 기반한 수소 생산 기술의 가능성 확인 (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 김용희
• 주관연구기관 : 한국과학기술원
• 발행년도 : 20231200
• Keyword : 1. 용융염고속로;연료자급형;염소화 공정;용융염 유체 해석;용융염고속로 구조재; 2. MSFR;Breakeven;Chlorination;Molten Salt CFD analysis;Material for MSR;

비공개항목입니다.

• 연구책임자 : 김승현
• 주관연구기관 : 비즈
• 발행년도 : 20231100
• Keyword : 1. 가상현실;방사능방재;원전사고 대비;훈련시스템;주민보호조치; 2. Virtual Reality (VR);Radiological Protection;Nuclear Accident;Training System;Public Protective Actions;

□ 연구개요 방사선은 면역-종양미세환경을 변화시키는 것으로 알려져 있다. 방사선 조사후 종양부위는 저산소화가 진행되고 저산소화된 암세포는 방사선에 저항성을 갖고 있다. 또한 방사선이후 neoantigen을 증가시켜 이후 면역관문억제제 사용시 효과가 증대될 것으로 기대하고 있다. 본 연구에서는 전통적인 종양조직의 획득을 통한 단백질의 면역형광화학염색, 채혈을 통한 일반혈액검사, 단백질표지자, 그리고 CT, MRI 같은 영상 검사의 소견이 환자의 치료반응정도, 재발, 생존과의 연관성이 있는지를 살펴보고 특정유전자와의 연관성을 살펴보고 이러한 마커들을 전통적인 통계학적인 방법 뿐 아니라 딥러닝을 이용하여 연관성이 있는지를 알아보고 자 하였다. □ 연구 목표대비 연구결과 1. 영상학적 마커와 혈액마커의 비교: 두 방법의 상관정도를 알아보았고, 비교해 보았음. 둘을 더하는 것은 영상학적 마커만 획득하는 것에 큰 이득이 없음. 2. 종양구획화를 하지 않고 반응성 예측: 구획화없이 MRI영상을 그림으로 인식 하여 기계학습을 하였고 인간전문가보다 우월함을 관찰하였다. 3. 영상소견으로 특정유전자 돌연변이 예측: 방사선치료 계획용 CT를 이용하여 기존의 CTV를 라벨링으로 사용하였고 기계학습과 라디오믹스 분석을 하였고, 어 느 정도는 예측할 수 있었음을 확인하였다. 4. 수술후 hypoxia마커의 발현이 2-3기 직장암 환자의 재발과 연관이 있는지: GLUT-1 면역형광화학염색을 방사선치료 전 조직검사 검체에서 시행하고, 치료 이후 수술로 절제된 검체에서 시행하고, 이것과 재발유무를 알아봄. 5. 기존의 MRI영상의 extramural vascular invasion와 혈액 종양마커인 CEA를 이용하여 이른 전이가 발생할 확률을 예측하였다. 6. 수술후 RT받는 NSCLC환자에서 lymphocyte, albumin의 예후와의 연관성: 97명의 환자에서 단변랑, 다변량 분석을 한 결과 재발과는 무관하였으나, 림프구, 알부민이 낮지 않으면 더 오래 사는 것을 확인하였다. □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) 항암치료와 달리 방사선치료는 특정한 타겟에 선택적으로 영향을 미치지 않고 전반적으로 영향을 주는 것으로 그동안 보여왔다. 그러나 그것이 정말로 그러한 것인지 인간이타겟을 발견하지 못하여서 그런 것인지는 알 수 없다. 또한 수 많은 연구자들이 궁극적인 타겟인 유전자나 단백질을 찾아내려고 노력하였으나, 어떠한 타겟도 재현이 되어 입증된 것이 없다. 따라서 본 연구와 같이 현실적으로 적용가능한 실험을 통해 방사선에 대한 반응성을 예측하는 것이 타당하고 실제 환자와 의사들에게 도움이 되고 적용이 될 수 있는 방법이라고 생각한다. 아직까지는 요원한 일이겠으나 범용성을 갖게 된다면, 다른 연구자들도 조직기반 또는 혈액기반 면역학적 마커들의 변화를 실제로 확인해보고, 치료 전 또는 후 영상을 통해 라디오믹스나 딥러닝으로 이 마커들과의 상관관계를 간접적으로 예측하거나, 바로 예후를 예측할 수 있다면 조금 더 개인별 맞춤치료가 가능해질 수도 있다. (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 송창훈
• 주관연구기관 : 서울대학교
• 발행년도 : 20230300
• Keyword : 1. 직장암;종양미세환경;방사선치료;바이오마커;저산소증; 2. rectal cancer;tumor microenvironment;radiation therapy;biomarker;hypoxia;

□ 연구개발 목표 및 내용 ◼ 최종 목표 본 연구는 기존 탄소강으로 제조되었던 방사성폐기물 이동용기와 영구저장소의 저장용기를 콘크리트로 단일화하기 위한 기초 연구에 해당함. ◼ 전체 내용 1-1 방사능 차폐에 요구되는 콘크리트의 물리 및 화학적 특성 검토 1-2 실험 및 해석의 동시수행을 통한 콘크리트 차폐성능 분석 2-1 방사성폐기물의 이동 및 영구저장을 위한 차폐용 콘크리트 저장용기 설계 2-2 차폐용 콘크리트 용기의 성능평가 및 기법개발 3-1 차폐용 콘크리트 용기의 자유낙하 및 적층시험을 통한 안전성 평가 □ 연구개발성과 ‐ 콘크리트의 물리적 특성에 기반한 차폐성능 평가 시뮬레이션 기법 도출(시뮬레이션 신뢰성 96% 달성) ‐ 중-저준위 방사성폐기물을 위한 이동 및 영구저장 용기 단일화를 위한 공정의 간소화 가능성 제시 ‐ 국제원자력기구(IAEA) IP-2 type 기반 용기 설계방법 및 안정성 평가기법 제공 □ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 ‐ 향후 원자력 발전소 건설 시 콘크리트의 배합선정 및 차폐율 선정 시 적용 ‐ 기존 발전소 내 저장된 중-저준위 방사성폐기물의 이동 시 이동 용기 제안 가능 ‐ 방사성 물질의 개별 차폐를 위한 콘크리트 활용가능성 제시 (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 김학영
• 주관연구기관 : 한국방재안전기술
• 발행년도 : 20230300
• Keyword : 1. 방사성폐기물;차폐콘크리트;방사성폐기물 이동용기;방사성폐기물 영구저장; 2. Radioactive waste;Radiation shielding concrete;Transportable container of radioactive waste;Permanently storable of radioactive waste;

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;

□ 연구개요 ○ 본 연구의 목표는 이중수소결합 도너(dual-hydrogen bond donor)와 음이온의 결합에 의해 발생하는 탈양자화(deprotonation) 현상을 전기적인 신호로 변환하여 특정 음이온을 실시간으로 검출할 수 있는 IoT 센서 플랫폼을 개발하는 것임. ○ 본 연구에서는 다양한 구조의 이중수소결합 도너 기반의 음이온 리셉터 분자를 설계 및 합성하여 음이온과 결합력을 체계적으로 평가함으로써 우수한 결합력을 갖는 리셉터 설계의 기준안을 제시함. 음이온과 리셉터의 화학적인 상호작용을 효과적으로 전기신호로 변환하기 위하여 탄소나노튜브에 기능화 하는 방법에 대한 연구를 수행함. ○ 궁극적으로, 개발한 IoT 센서 플랫폼을 활용하여 극소량의 용액에 포함되어 있는 음이온을 실시간으로 감지할 수 있는 프로토타입 센서를 구현하는 것이 본 연구의 최종 목표임. □ 연구 목표대비 연구결과 ○ 1차년도 ■ Squaramide, thiourea 및 croconamide 기반의 이중수소결합 도너에 양이온 기능기 (pyridinium)와 전자 당김기(electron withdrawing group)를 결합시켜 탈양자화가 효과적으로 발생하는 음이온 리셉터를 합성함. 합성한 리셉터는 ¹H 핵자기 공명 분광법(nuclear magnetic resonance, ¹H NMR)을 통해 구조 분석이 이루어짐. 음이온과 결합 특성은 자외선 가시광선 분광기(UV-vis spectroscopy)를 활용하여 음이온과 리셉터의 정량적인 결합력을 평가함. ○ 2차년도 ■ 스프레이 코팅 공정을 통하여 폴리-4비닐피리딘(poly(4-vinylpyridine), P4VP)-탄소나노튜브 복합체를 형성함. 음이온 리셉터는 P4VP-탄소나노튜브 복합체에 공유결합을 통해 기능화가 이루어짐. 리셉터가 기능화된 P4VP-탄소나노튜브 복합체를 활용하여 센서를 제작하고 음이온이 포함된 용액이 주입되었을 때, 센서의 저항이 증가함을 통해 리셉터와 음이온의 화학적 상호작용이 전기 신호로 성공적으로 변환되는 것을 증명함. ■ 합성한 리셉터 중 Squaramide가 기능화된 P4VP-탄소나노튜브 복합체가 아세테이트 음이온에 대하여 가장 우수한 감도를 나타냄. 추가적으로, 탄소나노튜브 섬유를 활용하여 음이온 리셉터를 비공유결합 방식과 공유결합 방식을 통해 기능화하여 기능화 방식에 따른 음이온 감지 특성을 비교 평가함. ○ 3차년도 ■ IoT 기반의 센서 모듈을 개발하여 센서에서 발생하는 전기 신호를 무선 통신을 통해 스마트폰으로 전송하여 실시간으로 음이온 감지에 성공함. □ 연구발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) ○ 아세테이트 음이온은 박테리아 세포의 성장을 제어하는 지표성분으로 알려져 있으며, 인슐린과 같은 합성 단백질 생산에서 중요한 지표로 활용됨. 박테리아 세포의 성장 환경에서 아세테이트 음이온의 농도와 세포성장에 대한 상관관계를 체계적으로 평가하여 합성 인슐린 생산효율 최적화에 기여할 것으로 기대. ○ 추가적으로, 양이온 성분과 중성 용질을 감지할 수 있는 센서를 개발하여 본 연구에서 개발한 IoT 기반 센서 모듈을 융합하여 센서 플랫폼의 활용분야의 확장을 기대. ○ 또한, 다종 센서 어레이 시스템을 개발하여 용액 속에 포함되어 있는 이온 및 바이오 마커에 대한 감지 정확성을 높이고, IoT 기술과 패턴인식 기술을 접목하여 현장진단형 센서 플랫폼으로 활용할 수 있음. (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 최선진
• 주관연구기관 : 한양대학교
• 발행년도 : 20230300
• Keyword : 1. 음이온 센서;이중수소결합 도너;탈양자화;탄소나노튜브;사물인터넷; 2. anion sensor;Dual-hydrogen bond donor;deprotonation;carbon nanotube;IoT;

□ 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;

□ 연구개요 Particle-in-cell (PIC) 시뮬레이션 코드를 개발하고 이를 활용하여 자기 재결합 과정에서 가속된 전하 입자들이 주변 플라즈마와 반응하며 생기는 복사 메커니즘을 규명하고 태양-지구 환경에서 관측되는 solar type III radio burst와 그 기원이 잘 알려져 있지 않은 고 에너지 천체물리 현상중의 하나인 fast radio burst (FRB)의 이해를 목표로 한다. 또한 자기 재결합과 충격파와 같은 불안정한 플라즈마 환경에서 가열 (heating), 가속(acceleration) 된 입자들은 주변 플라즈마와 다른 특성들은 갖게 되는데 특히 입자들의 표류(drift) 속도 차나 온도 차에 의해 다양한 불안정성이 야기된다. 본 연구에서는 가장 일반적인 플라즈마 시스템에서의 다양한 불안정성을 기술할 수 있는 이론적 수식 및 선형 안정성 분석(linear stability analysis) 코드를 개발하여 자기 재결합 환경 및 충격파(shock)에서 나타날 수 있는 불안정성 및 파동 그리고 파동과 입자들의 상호 작용을 연구한다. □ 연구 목표대비 연구결과 2D PIC 시뮬레이션과 선형 안정성 분석(linear stability analysis) 코드를 개발 완성하였다. 본 연구에서 개발된 PIC 코드는 다양한 우주 천체 플라즈마 환경에서 활용 가능하다. 또한 본 연구에서 개발된 선형 안정성 분석 코드는 입자들의 표류 속도 및 입자 온도 비등방성까지 고려하여 플라즈마 시스템에서의 다양한 불안정성을 기술할 수 있다. 자기 재결합에 의한 고에너지 전자의 분출이 plasma dipole oscillation (PDO)를 생성할 수 있는지를 확인하고 이것이 효과적으로 복사를 방출할 수 있는지를 연구하였지만 자기 재결합에서 PDO가 생성이 확인되지 않았고 이로 인해 coherent radiation이 방출 또한 확인하지 못했다. 하지만 본 연구에서는 bi-Maxwellian 분포를 갖는 background 전자와 양성자 그리고 전자 빔, 양성자 빔을 고려하여 가장 일반적인 플라즈마 시스템에서 적용 가능한 선형 안정성 분석을 위한 수식을 정립하고 코드를 개발하였다. 자기 재결합 및 충격파와 같은 플라즈마 시스템에서는 background와 빔의 표류 속도 차이 및 각 입자 성분들의 온도 차이로 인해 다양한 불안정성이 야기되는데 자기 재결합 과정에서 나타날 수 있는 ion acoustic, whistler, lower hybrid drift와 같은 다양한 불안정성을 분석하고 입자의 초기 가속을 이해하고자 하였다. 또한 ICM 충격파에서 나타나는 다양한 플라즈마 불안 정성들의 (electron firehose, Alfven ion cyclotron, mirror instabilities) 물리적 특성들을 파악하고 논문들을 출판하였다. □ 연구발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) 본 연구 과제에서 개발된 PIC 코드와 선형 안정성 분석 코드는 비단 이 연구 과제에서만 활용 가능한 것이 아니라 다양한 플라즈마 시스템에 맞게 변형 및 수정이 가능하여 향후 다른 플라즈마 연구에서도 활용이 가능하다. 특히, kinetic scale에서의 난류(turbulence)의 소멸(dissipation), 입자의 가열(heating)과 가속(solar wind acceleration) 연구에 좋은 도구가 될 것이다. 이를 통해 태양-지구 우주 환경에서 나타나는 다양한 불안정성 연구, 태양풍의 전자나 양성자 분포의 비등방성(anisotropy)에 의한 입자들의 가속이나 태양풍 입자들과 전자기파 방출의 난류 평형 상태(turbulent equilibrium), 그리고 지구 dipolar field에 잡힌 고 에너지 입자들을 포함하는 지구 자기권에 관한 연구 등에도 적용 가능 할 것으로 판단된다. (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 김선정
• 주관연구기관 : 울산과학기술원
• 발행년도 : 20230300
• Keyword : 1. 자기재결합;플라즈마 복사;우주 전파 폭발;시뮬레이션;선형 안정성 분석; 2. magnetic reconnection;plasma radiation;fast rado burst;simulation;linear stability analysis;

연구개요 [정밀 암 진단 및 수술용 초음파 - 핵의학 휴대용 융합 영상기기 개발] - 기존 핵의학 영상장비의 한계점을 극복 할 수 있는 초음파- 핵의학 융합 영상기기 개발 - 초음파의 흡음재를 콜리메이터로 이용하여 핵의학 영상장비를 초음파 영상장비에 내재화 - 초음파 및 핵의학 신호 구분을 위한 회로부 연구 및 제작 - 싱글채널 초음파-핵의학 융합기기와 다채널 초음파-핵의학 융합 영상기기 개발 및 성능 지표 달성 성공 - 팬텀 실험을 통해 초음파-핵의학 융합 영상 획득 성공 연구 목표대비 연구결과 [단일채널 초음파 감마 융합 진단 프로브] - 콜리메이터 감마선 차폐율 99% 이상 (99.12% 달성) - 감마신호 계수율 50kcps 이상 (Co-57 신호 계수율 100kcp 달성) - 회로 잡음 5mV 이내 (회로 잡음 4mV 이내 달성) - 초음파 프로브 크기 약 10mm, 5-10MHz (약 12mm, 10MHz 제작 완료) - 감마센서 크기 2x2x15mm³ (2x2x15m³으로 제작 완료) - 핵의학 에너지 분해능 15%;140keV (에너지 분해능 15.68%;140keV) - 초음파 도달 깊이 5cm, 초음파 –6dB 대역폭 > 50% (도달깊이 5cm 및, 대역폭 52.2% 달성) [영상화 가능한 초음파 감마 융합 프로브] - 감마카메라 센서 크기 25x25mm² 이내 (24.3 x 24.3 mm² 감마 카메라 센서 제작 완료) - 핵의학 에너지 분해능 30%;140keV (에너지분해능 27.7%;140keV 달성) - 검출기 분해능 2mm 이내 (검출기 분해능 0.448mm 달성) - 초음파 탐촉자 어레이 크기 약 32 x 32 mm² (탐촉자 어레이 8mm x 32.28mm 제작 완료) - 주파수 5-10 MHz (중심 주파수 5MHz로 제작 완료) - -6dB 대역폭 > 50% (-6dB 대역폭 평균 58.16% 달성) - 분해능 < 1 mm (초음파 탐촉자 어레이 분해능 0.5mm~1.0mm 달성) - 초음파 도달 깊이 : 5 cm (타겟 7.5cm의 초음파 영상 획득) - 핵의학영상 refresh rate : 30s (refresh rate 30s 달성) - 초음파 axial/lateral 분해능: 1.0/1.0 mm (초음파 axial/lateral 분해능 0.5~1.0mm/0.5~1.0mm 달성) - 핵의학 공간분해능: 2 mm (Co57 기준 핵의학 공간 분해능 0.447mm, Cs137 기준 공간분해능 0.458mm 달성) 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) [새로운 진단/치료 방법론 개발] - 본 연구를 통해 개발한 초음파 핵의학 융합 영상기기는 기존에는 불가능했던 융합 영상을 획득할 수 있어 정확한 진단이 가능하며 기존의 융합 영상기기인 SPECT/CT, PET/CT보다 적은 방사선 노출량으로 환자의 안전 확보 가능 - 기존에 없던 새로운 개념의 융합 영상기기를 통해 새로운 진단 및 치료 방법론의 개발까지 확장할 수 있어, 의료계 및 의료기기 산업에 새로운 방향을 제시 [선진국 첨단 진단기기 분야 기술 격차 해소] - 첨단 영상기기 분야는 오랜 기간 연구개발을 통해 높은 기술력을 확보한 외국 기업들의 기술 장벽을 뛰어넘기가 어려웠음. 초음파-핵의학 휴대용 융합 영상기기는 신개념 기기로 이러한 기술 장벽을 일시에 해소 및 국내 대형 첨단 의료기기 산업시장에 새로운 방향 제시 [융합 영상기기 분야 기술력 확보] - 개발된 융합 의료기기는 기존 의료기기에서는 존재하지 않았던 새로운 의료기기로, 본 과제를 통해 이에 대한 연구수준을 한층 발전시킬 수 있고 이에 따라 세계적으로 앞선 수준의 기술 수준을 확보할 수 있을 것으로 예상 - 연구를 통해 개발된 융합 영상기기는 진단 분야뿐만 아니라, 고강도집속형 초음파수술기(HIFU)등과의 융합을 통해 비침습 병변 치료 및 종양 제거 기술의 정확도 향상 및 안정성을 확보 (출처 : 연구결과 요약문 2p);

• 연구책임자 : 염정열
• 주관연구기관 : 고려대학교
• 발행년도 : 20230300
• Keyword : 1. 의료영상;융합영상기기;핵의학;초음파;전처리회로; 2. Medical imaging;Multi-modal imaging scanner;Nuclear medicine;Ultrasound;Front-end electronics;