□ 연구개요 암치료 등으로 두개악안면 방사선 조사시 조직 손상을 최소화 할 수 있는 방사선 보호제 개발 및 그 기전을 규명하였음. 연구진은 세리아-망간 나노입자의 구조 개선을 통해 항산화 능력을 극대화시켰고, 이를 국소 투여시 방사선에 의한 타액선 손상이 최소화됨을 발견함. 타액선은 또한 방사선 외에도 다양한 원인에 의해 손상되는데 연구진은 타액선 손상에 대한 재생 플랫폼을 히알루론산 및 조직공학적 기법을 이용해 성공적으로 개발하였음. □ 연구 목표대비 연구결과 1) 다양한 비율의 세리아-망간을 합성하였으며 이 과정에서 배아타액선 모델을 활용, 최적의 비율을 찾아내었고, 이는 생체 실험에서 방사선 조사로 인한 조직 손상을 최소화시켜 주었음. 2) 조직 배양시 히알루론산의 효과에 대한 분자세포생물학적 기전을 규명하였으며, in vitro 인공타액선 배양시 중요한 역할을 하는 배아타액선 중간엽의 분리 배양에 성공하였음. 3) 타액선 재생 플랫폼의 개발을 위해 Polyacrylonitrle (PAN)에 카테콜을 결합시킨 나노파이버 형태의 스캐폴드를 개발하였고, 연구결과 카테콜은 PAN의 타액선 생적 합성을 비약적으로 개선시켜 주었음. 4) 난치성 자가면역질환인 쇼그렌 증후군에서 면역세포에 의한 타액선 손상기전을 규명하였음. 이들 환자 혈장에서 관찰되는 Semaphorin4D 단백질이 초기염증 진행에 관여한다는 것을 밝혀내었고, 이와 관련해 치료제 후보군을 스크리닝 하였음. 5) 소장 상피의 재생과 분화과정에서 CXCR4 단백질의 역할을 규명. CXCR4는 소장상피세포 재생시 중요한 역할을 하였고, 이러한 결과는 타액선 재생연구가 우리 몸 다양한 상피 장기들의 재생에도 활용될 수 있음을 시사해 줌. □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) - 방사선 치료시 주위조직 손상을 최소화하며, 효과적이고 부작용이 적은 국소적 적용이 가능한 방사선 보호제 개발은 방사선 의학 분야 및 방사선 피폭이 우려되는 산업계 전반에 활용될 수 있음. - 배아타액선은 나노재료들의 생체적합성 평가를 위해 좋은 모델이 되므로 장차 첨단 나노재료 스크리닝 및 생명과학 연구에 활용될 수 있음. - 적은 비용의 타액선 조직재생 플랫폼 개발은 추후 치의학 분야에서 재생과 관련된 치료술식 개발에 광범위하게 활용될 수 있음. - 타액선 기능을 저하시키는 난치성 질환인 쇼그렌 증후군의 병리기전 규명은 치과 임상에서 장차 구강건조증 및 치료제 개발에 도움을 줄 수 있음 (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 박경표
• 주관연구기관 : 서울대학교
• 발행년도 : 20220300
• Keyword : 1. 방사선보호제;타액선 재생;쇼그렌증후군;세마포린4D; 2. Radio protectant;Salivary gland regeneration;Sjogren’s syndrome;Semaphorin 4D;CXCR4;

□ 연구개발 목표 및 내용 ○ 최종 목표 ○ 핵활동 감시를 위한 재처리 탐지용 크립톤 자동 분석 기술 개발 ○ 전체 내용 ○ 현재 초저온 포집 방식 대신 상온 포집이 가능한 흡착방법 개발을 통한 크립톤 전용 포집 시스템 구축 및 현장 적용 기술확립 ○ 불순물 제거 및 라돈, 제논 등 방해물질 분리, 정제 기술을 확립하여 선택적으로 대기 중 미량 크립톤 분리 기술 구축 ○ 극 저준위 방사성 크립톤 방사능 정량 분석 기술 확립 ○ 1단계 □ 목표 ○ 크립톤 전용 포집장치 개발 ○ 크립톤 분석용 분리 및 정제 기술 개발 □ 내용 ○ 현재 크립톤 및 제논 포집 장치는 독일 기술이 유일하며, 초저온 흡착 방식으로 크립톤과 제논을 동시에 포집하는 방식임 ○ 초저온 흡착 방식의 경우 흡착효율이 높은 반면에 자동화로할 수 없는 단점이 있고, 크립톤보다 농도가 낮은 제논을 포집하기 때문에 평상시 일주일 단위로 운영해야 하는 한계가 있음 ○ 제논의 경우 전용 탐지 장비가 존재하기 때문에, 크립톤만 포집하는 장치를 개발하여 자동화 및 일체형 크립톤 전용 분석장치에 응용하고자 함. ○ 10,000L 포집에서 포집량을 5000L (50 %)에서 1000L (10%) 수준으로 줄이는 기술 개발로 포집주기 단축 및 처리 기술 간소화 방안 도출 ○ 수분, 이산화탄소 등 공기 중에 포함되어 있는 많은 불순물 제거 장치를 개발하고, 방사능 분석에 방해 핵종인 제논과 라돈을 분리할 수 있는 기술 개발 ○ 제논을 포집하는 기존의 초저온/고온 흡/탈착 방식을 탈피하고, 노블가스 중 라돈 제거 기술을 접목하여 효율적인 크립톤 분리 및 정제 시스템 개발 ○ 2단계 □ 목표 ○ 극 저준위 방사능 검출기술 개발 ○ 포집, 분리 및 정제, 방사능 분석 시스템 구축 ○ 방사능분석 및 핵종 분리 운영 프로그램 개발 □ 내용 ○ 크립톤 및 제논 동시분석장치 (BfS-IAR, 독일)은 능동형 비례계수기를 사용하며, 모든 단계가 수동 형태로 매우 복잡한 단계를 거쳐야 함. 섬광 방식의 베타 검출방식을 개발하여 크립톤 전용분석 시스템 구축 ○ 포집, 분리 및 정제, 방사능 분석의 각 장치 시스템 개발 및 현장 적용 ○ 연속 측정이 가능한 운영 알고리즘 개발 □ 연구개발성과 ○ 24 시간 포집 가능한 크립톤 전용 포집 장치 개발 ○ 크립톤 전용 분석이 가능한 신 개념 극 저준위 방사능 검출 기술 개발 ○ 포집, 분리 및 정제, 방사능 분석 모듈별 시스템을 구축하여 자동 분석 핵심 기술개발 ○ 방사능 관련 저명 국내·외 저널에 논문 게재 및 CTBTO 등 국내외 학술발표 ○ 신개념 극 저준위 방사능 검출 및 크립톤 전용 포집기 관련 특허 출원·등록하고 이와 관련해서 기술 이전 추진 및 시제품 제작 □ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 ○ 재처리 탐지용 크립톤 자동 분석 기술 개발을 통한 관련 분야 정보, 인력, 시설 등의 인프라 구축 및 핵 활동 탐지능력 향상 가능, 특히 동 분야는 국내에서 전문 인력이 부족한 상황으로 관련 전문가 양성이 가능하고 국제 전문가 및 기관과의 협력지속 가능 ○ 현재 노블가스 관련 장비유지 보수를 선진국에 의존하고 있지만 개발 성공 시 국내 기술자립에 활용 뿐 만 아니라 국내 실정에 맞게 주변국 은밀한 재처리 탐지에 적용 가능 ○ 현재까지의 크립톤 분석 국제 기술은 수동인 반면, 개발 성공 시 기술 자립뿐만 아니라 자동화 시스템으로 기술 선도가 가능할 것으로 기대, 특히 IAEA 등 기타 국제기구에 활용이 가능할 것으로 판단 ○ 국내 관련 기업에 전수 및 국외에 기술 수출이 가능 (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 이완로
• 주관연구기관 : 한국원자력연구원
• 발행년도 : 20220400
• Keyword : 1. 재처리 탐지;방사성 크립톤;크립톤 포집기;극 저준위 방사능분석;노블가스 흡착기술 분리/정제; 2. Reprocessing detection;Radioactive krypton;Krypton sampling;Low-level radioactivity analyser;Adsorption of noble gas;

□ 연구개발 목표 및 내용 ○ 최종 목표 핵시설 무인 감시 및 인공지능 기반의 자동 경보 시스템 개발 ○ 전체 내용 ■ 1차년도 • 선행기술 연구 조사 및 분석 - 국내·외 관련 연구 및 시제품 자료 조사를 통한 과제 목표 및 성능 결정 - 국내·외 방사선 감시시스템 및 인공지능 기반 사물 인식 알고리즘 선행연구 분석 • 몬테칼로 전산모사 기반 방사선 자동 추적감시 및 경보 시스템 설계 및 최적화 - 전산모사를 이용한 선원 모델링 및 전산모사 환경 구축 - 선행기술 조사를 바탕으로 방사선 감시시스템 설계 및 최적화 - 감마선 에너지, 선원 결손 및 이동과 같은 변수를 도출하여 인공지능 학습을 위한 데이터베이스 구축 • 방사선 자동 추적감시 및 경보를 위한 인공지능 기반의 자동추적 알고리즘 설계 및 최적화 - 감시와 추적을 위한 특징 선별, 방사선장 변화 및 방사선원의 유입 감시를 위한 방사성물질 위치 추적 알고리즘 개발 - 광학 영상을 기반으로 선원 결손 및 이동을 대비한 보관 용기추적 알고리즘 개발 ■ 2차년도 • 다채널 아날로그 및 디지털 신호 처리기술 및 데이터 전송 방법 개발 - 고속 저잡음 아날로그 신호 처리 회로 파라미터 도출 및 설계 - FPGA 기반의 디지털 신호 처리 시스템 구축 및 데이터 전송회로, 전송방법 개발 • 방사선 무인 감시를 위한 모의 측정 환경 구축 및 검출기부 최적화 - 몬테칼로 전산모사를 이용한 모의 측정 환경 설계 및 검출기부 최적화 - 설계된 검출 모듈의 성능평가 및 다채널 검출 모듈 특성 평가 • 사물 인식 및 자동 추적을 위한 인공지능 기반의 자동융합 알고리즘 및 핵종 판별 알고리즘 개발 - 방사선 검출 모듈과 광학 영상 카메라를 이용한 자동 융합 영상 알고리즘 개발 - 측정된 방사성 물질의 스펙트럼을 이용한 핵종 판별 알고리즘 개발 ■ 3차년도 • 원리검증용 시스템 제작 및 시스템 유용성 평가 - 개발된 검출기, 아날로그 및 디지털 신호 처리회로 결합 및 원리검증용 시스템 개발 - 인공지능 기반의 방사선 자동 추적 감시 알고리즘을 통한 방사선원 영상화 성능평가 - 실험을 통한 시스템의 성능평가(민감도, 공간분해능 및 에너지 분해능 등) □ 연구개발성과 - 안전기술보고서 : 3건 - 학술대회 발표 : 7건 (국외 4건, 국내 3건) - 학위취득 : 6명 (박사 1명, 석사 3명, 학사 2명) - 특허 : 1건 (국내 출원) □ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 ■ 원자력시설의 무인 감시를 수행 및 원자력발전소 및 방사성 폐기물 처리시설의 관리에 활용 ■ 국내 국가계량관리체제의 기술 능력 향상을 통한 핵비확산/핵안보 측면의 국가적 신뢰도 향상 및 투명성 확보 ■ 국내 핵연료 감시 및 관리에 관한 연구기반 확립 및 관련 분야의 고급인력 양성에 기여가능 ■ 핵물질 및 핵활동 감시 기술에 대한 선진국과의 기술 격차를 좁히고 인공지능 기반의 방사선 계측 분야에 대한 선도기술을 점유 (출처 : 요약문 3p)

• 연구책임자 : 정용현
• 주관연구기관 : 연세대학교
• 발행년도 : 20220400
• Keyword : 1. 자동 추적감시;조기경보 시스템;인공지능;핵시설 감시;핵활동 감시; 2. Automatic tracking surveillance;Early warning system;Artificial intelligence;Nuclear facility surveillance;Nuclear activities detection;

연구개발 목표 및 내용 최종 목표 ❍ 인공지능 기술과 위치 센서가 부착된 가이드 기구를 이용하여 최소 침습 골절정복 수술에 사용되는 잠금나사 삽입유도시스템을 개발 ❍ 인공지능 기반의 잠금나사 삽입유도 시스템은 (1) 수술계획장치, (2) 삽입유도장치로 구성 ❍ 수술계획장치(SW) · C-arm 촬영 영상으로부터 잠금나사가 삽입될 목표 위치와 방향 검출 · 삽입유도장치의 위치 정보 획득 · 삽입유도장치 위치 정보를 잠금나사 삽입 목표값과 같이 표시 ❍ 삽입유도장치(HW) · 위치 센서를 이용하여 현재 위치 정보를 수술계획장치에 전달 · 목표 위치와 방향에 도달할 경우 삽입유도를 위한 고정기능 ❍ 의료기기 품목허가 및 GMP(의료기기 제조 및 품질관리기준) 인증 획득 · 잠금나사 삽입유도시스템 품목허가 획득 · 잠금나사 삽입유도시스템 제조를 위한 GMP 인증 획득 전체 내용 ❍ 수술계획장치(SW) 개발 · 잠금나사 삽입유도용 가이드 데이터베이스 구축 · 딥 러닝 알고리즘 기반 잠금나사 삽입유도용 가이드 모델 개발 · 잠금나사 삽입유도용 가이드 솔루션 개발 ❍ 삽입유도장치(HW) 개발 · 의료용 위치추적 센서 개발 · 가이드 기구 개발 ❍ 의료기기 인허가 및 사업화 · 기술문서 심사 · 해당 품목군에 대한 GMP 심사 및 인증 획득 · 2등급 의료기기 품목허가 획득 · 전국적 판매망 구축 및 제품 판매 1년차 (2단계) 목표 ❍ 딥러닝 기술이 적용된 잠금나사 위치와 방향 검출 SW 시제품 개발 ❍ 의료용 위치탐색 센서 시스템이 적용된 삽입유도장장치 시작품 개발 ❍ 잠금나사 삽입유도 시스템 시작품 개발 ❍ 모형뼈를 이용한 임상평가 내용 ❍ 잠금나사 삽입유도용 AI 학습 데이터베이스 구축 (학습데이터 1,000건 이상 확보) ❍ 딥 러닝 알고리즘 기반 잠금나사 삽입유도용 AI 모델 개발 ❍ 잠금나사 삽입유도용 AI 모델 검증 ❍ 삽입유도장치 기구 개발 ❍ 의료용 위치탐색 센서 개발 ❍ 삽입유도장치 기구에 대한 성능평가 환경 구축 및 평가 ❍ 잠금나사 삽입유도 시스템 시작품 UI/UX 개발 ❍ 수술참관, 임상 환경 제공, 의료진 품평회 ❍ 모형뼈를 이용한 모의실험 환경 구축 ❍ 모형뼈 실험 2년차 (2단계) 목표 ❍ 딥러닝 기술이 적용된 잠금나사 위치와 방향 검출 SW 고도화 및 양산전 시제품 개발 ❍ 의료용 위치추적 센서 시스템 고도화 및 삽입유도장치 시제품 개발 ❍ 잠금나사 삽입유도 시스템 시작품 개발 ❍ 동물사체를 이용한 전임상시험 ❍ 의료기기 2등급 품목허가 및 GMP 인증 획득 내용 ❍ 딥러닝 알고리즘 최적화를 통한 잠금나사 삽입 위치 및 방향 오차 개선 ❍ 임상 요구사항을 고려한 삽입유도장치 기구 개선품 제작 ❍ 사용성 편의성 등을 고려한 시제품 개발 ❍ 2등급 의료기기 인허가를 위한 신뢰성 확보 ❍ 수술참관, 임상 환경 제공, 의료진 품평회 ❍ 의료기기 인허가 준비 ❍ 전임상시험 절차 준비 ❍ 전임상시험 실시 ❍ 의료기기 품목허가 컨설팅실시, 품목허가 심사 신청 및 2등급 품목허가 인증 ❍ GMP 인증을 위한 공간 마련 및 인증 획득 연구개발성과 ❍ 최종결과물 : 인공지능 기반의 잠금나사 삽입유도 시스템 ❍ 구성 : (1) 수술계획장치(SW), (2) 삽입유도장치(HW) ❍ 개발성과 : 인공지능 기술 및 알고리즘과 위치 센서가 부착된 가이드 기구를 이용하여 최소침습 골절정복 수술에 사용되는 잠금나사 삽입을 유도시스템 개발 ❍ GMP 인증 및 의료기기 2등급 품목허가 획득 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 □ 활용계획 ❍ 근골격계 인공지능-로봇 분야의 패러다임 전환 · 기존 컴퓨터 기술을 이용한 기술에서 인공지능을 이용한 기술로 패러다임 변환 · 의료 빅데이터와 환자 고유 데이터 등을 이용한 정확한 진단, 수술 계획, 수술 지원, 예후 예측 등이 가능 · 의료진의 경험과 인공지능의 융합으로 환자의 안전성 및 치료 정확성 향상 ❍ 근골격계 인공지능-로봇 분야의 원천기술 확보 · 진단, 치료 계획, 치료 후 예측, 치료 지원 등과 같은 근골격계 인공지능-로봇 분야의 원천기술 확보 ○ 4차산업혁명 핵심 기술개발에 따른 고용 창출 · 근골격계 인공지능-로봇 분야는 생산/제조/판매의 일회성 이윤 창출이 아닌, 의료데이터 관리, 알고리즘 개선, 로봇 시스템 유지/보수, 소모품 생산, 판매 등 지속적인 서비스 모델 생성이 가능 □ 기대 효과 ○ 골절 수술 환자는 방사선 피폭 문제를 최소화할 수 있고 의료진의 임상경험과 무관하게 우수한 의료 서비스를 받을 수 있음 ○ 정형외과 의료진은 저비용이고 사용 절차가 간편한 수술항법시스템으로 정형외과 의료진의 방사선 피폭 문제를 최소화할 수 있음 ○ 본 사업을 통해서 외상고정장치 시장의 새로운 시장을 창출하고 선점하는 한편, 관련 분야 무역 불균형을 개선하고, 무역수지 적자를 개선할 수 있음 (출처 : 요약문 4p)

• 연구책임자 : 조효준
• 주관연구기관 : 엔가든
• 발행년도 : 20220200
• Keyword : 1. 잠금나사;인공지능 의료기기;최소침습 골절수술;삽입유도;방사선피폭; 2. Locking screw;AI medical device;Minimal invasive fracture surgery;Insertion guide;Radiation exposure;

연구개요 ⚫ 최근 사용되고 있는 방사선 기반 항암면역치료제의 효능(면역증진)을 극대화 시킬 수 있는 천연생물소재 발굴 및 새로운 어쥬번트 formulation 기법을 바탕으로 다양한 난치성질환의 백신 및 치료제에 대한 적용이 가능할 수 있는 새로운 고효율 생물소재(어쥬번트) 개발을 목표로 함 연구 목표대비 연구결과 [1차년도 연구목표] • 항암면역 증진 천연생물소재의 발굴 및 작동기전 검증 - 항암면역 활성 유도 천연생물소재의 탐색 및 발굴 - 항암면역 유도 천연생물소재의 작용 기작 규명 [2차년도 연구목표] • 선별된 어쥬번트 후보물질의 다양한 formulation 기법을 통한 면역증진 기술 확립 - 다양한 liposome과 천연생물소재의 formulation을 통한 암-특이적 항원성 및 면역원성 증진기술 개발 - 다양한 면역증강제/천연생물소재의 혼합을 통한 면역원성 증진기술 개발 • 수지상세포를 이용한 항암면역증진 기술 확립 [3차년도 연구목표] • 방사선 기반 항암면역치료제에 대한 천연생물소재의 어쥬번트 효능 검증 및 평가 - 방사선 기반 항암면역유도 수지상세포 치료제의 방어효과 증진 시스템 구축 - 방사선 기반 암세포 백신의 면역원성 증진 천연생물소재 탐색 및 평가 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성) [활용방안] • 현재 임상에서 널리 사용되고 있고, 그 효능이 입증되어진 방사선 기반 항암면역치료제의 방어효과를 극대화 시켜줄 수 있는 새로운 어쥬번트를 개발함으로써 임상시험 적용에서 중요한 정보로 활용할 수 있고, 단순 암환자의 치료 목적에만 부합되는 것이 아니라, 세포매개성 면역반응을 필요로 하는 다양한 난치성질환(결핵, 살모넬라, 바이러스 등)의 백신 및 치료제로서의 적용이 가능할 것으로 기대됨 [기대효과] • 기술적 측면 : 현재 임상에서 적용되고 있는 방사선 기반 면역항암백신의 효과를 더욱더 증대 시킬 수 있는 천연생물소재의 발굴에 대한 연구는 다양한 질병제어 연구개발에 기초적인 중요한 정보를 제공할 수 있을 것으로 사료됨 • 경제·사회적 측면 : 천연생물소재(바이오소재)를 이용한 새로운 어쥬번트의 개발은 기존 사용되고 있는 다양한 암 백신 및 치료제들의 효과를 더욱더 증대 시킬 수 있을 뿐만 아니라 암의 병인기전과 유사한 다양한 질환들에 적용이 가능할 것으로 사료됨. 또한, post-genome 시대를 맞이하여 다양한 질병을 치료하기 위해 바이오 소재를 이용한 면역시스템을 조절할 수 있는 새로운 소재의 개발이 가속화되고 있어, 본 연구를 통해 개발되어질 천연생물소재 유래 어쥬번트는 강력한 천연물 신약 경제/산업적 측면에서 국가경쟁력을 향상 시킬 수 있을 것으로 사료됨 (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 변의백
• 주관연구기관 : 한국원자력연구원
• 발행년도 : 20220300
• Keyword : 1. 항암;면역;천연물;수지상세포;어쥬번트; 2. Anticancer;Immune response;Natural compound;Dendritic cell;Adjuvant;

□ 연구개발 목표 및 내용 ○ 최종 목표 사이버공격에 따른 원전 사보타주 정량적 리스크 평가모델 개발 ○ 전체 내용 ▪ 원자력발전소 환경에서의 사이버위협 정보 정량화 모델 개발 및 실증시험 ▪ 원자력발전소 단위 시스템 정량적 리스크 평가 모델 개발 및 실증시험 ▪ 원자력발전소 안전성 영향을 고려한 정량적 리스크 평가 모델 개발 및 실증시험 ▪ 보안조치 적용과 리스크 연관도 분석 모델 및 적용절차 개발 ○ 1단계 □ 목표 사이버공격에 따른 실제 발생 가능한 공격 유형 예상 시나리오 도출 후 원전 안전성 영향 평가 방법을 고려한 시스템 정량적 리스크 평가 모델 개발 □ 내용 ▪ 사이버공격을 고려한 국내·외 리스크 평가 방법 분석과 리스크 평가를 위한 정량화 관련 연구(e.g., Bayesian Network) 분석을 통해 사이버위협 프로파일링 방법(e.g., ATT&CK) 연구 계획 시나리오 작성 ▪ 원자력발전소 환경에서 사이버공격 시나리오 방법을 분석하고 실제 발생 가능한 사이버 공격 유형을 예상하여 기반시설 공격 시나리오 도출 ▪ 원자력발전소 단위 시스템 정량적 리스크 평가 모델 개발 및 시스템 침해로 인한 원자력 발전소 안전성 영향 평가 방법론 분석 ○ n단계 □ 목표 기존 원전 사이버공격 사건을 통해 새로운 보안조치와 안전성 영향을 고려한 원전 사보타주 정량적 평가 통합 사이버 리스크 평가 모델 개발 및 실증시험 □ 내용 ▪ 기존 원자력발전소 사이버공격 사건 분석 및 대응체제에 대한 방법, 절차를 평가하고 원자력발전소 안전성 영향을 고려한 정량적 리스크 평가 모델 개발 ▪ 원자력사이버보안 규제 문제점 분석과 취약성 평가 요소 및 평가척도, 환경, 사이버 규제 요건을 이용하여 보안조치 적용과 리스크 연관도 분석 모델 및 적용절차 개발 ▪ 리스크 평가 통합 모델 개발 및 주요 계통 통합 사이버 리스크 평가 모델 실증시험 및 사이버사건에 대한 침해징후 분석 기술을 도출 □ 연구개발성과 최근 디지털 시스템의 도입으로 생긴 사이버 공격의 문제점에 안전성을 위협 받고 있는 원자력발전소의 현 상황을 정량적 리스크 평가모델 개발을 통해 디지털 기술의 특징을 원전 안전성 평가에 반영하여 사용할 수 있게 됨 □ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 ▪ 특성이 다른 타 분야의 평가기법과 현 사이버 평가기법을 통합함으로써 원전 리스크 평가를 수행하는 기관만이 아니라 사이버 공격에 대한 위협을 평가하는 수 많은 분야에 기술이전 하여 보다 범용성과 확장성을 가진 모델로 활용될 것으로 평가됨 이를 통해 유사 기관 사이버 공격 시 폭발적으로 증가하는 피해 또한 막을 수 있게 됨에 따라, 국익의 향상에 기여할 수 있음 ▪ 정량적인 평가를 통해 보다 효율적인 관리를 할 수 있게 되며 이에 따른 효율적인 예산관리가 가능해지고, 사이버 보안이 필수적인 원전 수입국에 리스크 평가모델을 수출함으로써 경제적 파급 효과와 더불어 보안 분야의 국제적 위상을 높일 수 있음 (출처 : 요약문 3p)

• 연구책임자 : 최창
• 주관연구기관 : 가천대학교
• 발행년도 : 20220100
• Keyword : 1. 원자력;사이버 공격;정량적 평가;사보타주;리스크 평가; 2. nuclear power;Cyber attack;Quantitative evaluation;sabotage;Risk assessment;

Ⅱ.연구개발의 목적 및 필요성 본 사업의 목적은 방사선안전관리 체계를 확립함으로써 작업자 및 공공의 방사선안전을 확보하는 것이다. 방사선안전관리 시스템을 이용하여 안전한 작업환경 및 공공 환경을 조성할 수 있으며 이로 인하여 작업자 및 공공의 안전을 확보할 수 있다. 국가의 방사선방어에 관한 법과 규제에 따라 이 사업은 본 원의 방사선안전관리에 관련된 의무적 요건이다. 방사선 사용시설 종사자, 환자 및 일반인의 방사선 피폭을 최소화하고 동시에 기관의 방사선 안전성을 보증하기 위하여 당 사업은 계속 유지될 필요가 있다. Ⅲ. 연구개발의 내용 및 범위 1.원자력안전법의 규정에 근거한 기관의 방사선 사용시설, 방사선작업종사자의 안전성 확보 및 방사선안전관리 운영체계 확립 - 방사선작업종사자 개인피폭선량 측정 - 방사성동위원소 보안관리 - 방사선작업환경의 방사선 모니터링 - 배기, 배수설비를 통한 방사성 배출물의 방사능 감시 - RI 치료병실 배수배관 방사선량률 감시 - 방사성폐기물관리 - 방사선 사고관리 - 작업종사자 교육훈련계획 수립 및 이행 - 방사선사용에 관한 인, 허가 및 보고 관리 - 방사선발생장치 및 방사성동위원소 사용등에 관한 정기검사 Ⅳ. 연구개발결과 1. 방사선사용 시설의 외부 방사선량률, 방사성물질에 의한 표면오염도를 주기적 또는 필요시 상시적으로 측정하여 작업 환경의 방사성 준위를 법적 기준치 이하로 낮게 유지․관리함으로써 방사선 안전성을 확보하였다. 2. 방사선작업종사자의 평균유효선량은 핵의학과를 제외하고 기록준위 이하를 기록하였고 가장 많은 피폭선량이 발생한 핵의학과 방사선작업종사자의 1～3분기 집단선량은 5.02 man-mSv 수준이었다. 3. 대한산업보건협회 및 원내에서 작업자들의 건강검진을 실시하였으며 몇몇의 재검자를 제외하고는 모두 정상이었다. 4. 작업자의 안전교육은 기본교육 및 직장교육으로 분류하여 시행하였다. 5. 혈액조사기 및 코발트조사시설에 방사성동위원소 보안관리 시설을 운영하여 도난 및 방사선테러를 방지하였다. 6. 액체 방사성폐기물의 방사능 농도가 기준치 이하일 때 환경에 배출하였다. 7. 한국원자력안전기술원에서 시행하는 정기검사는 면제 받았다. Ⅴ. 연구결과의 활용계획 1. 방사선 감시 시스템 구축과 방사선안전관리 장비의 개선 및 방사선안전관리 측정 장비 확보를 점차적으로 추진함으로써 방사선안전관리 실무향상에 기여한다. 2. 본 사업을 통해 얻은 결과물들은 본 기관 방사선 사용시설의 안전성 보증, 방사선에 대한 국민의 부정적인 인식 전환 및 국가 의료 방사선안전관리 정책수립을 위한 기초자료 및 방사선안전 홍보를 위한 객관적인 자료로 활용가능하다. 3. 방사선 측정 데이터 확보 및 방사선 정보 관리체계의 근거로 활용가능하다. 4. 방사선방호시스템 확립을 통한 방사선방호 비용 절감 5. 방사선작업종사자 및 수시출입자의 심리적 안정 도모 (출처 : 연구결과 요약문 4p)

• 연구책임자 : 김정기
• 주관연구기관 : 동남권원자력의학원
• 발행년도 : 20220100
• Keyword : 1. 방사선안전관리;방사선장해방어;종사자;피폭선량;교육;방사성동위원소보안관리;정기검사;방사선사고;건강진단;방사선작업종사자;방사성폐기물; 2. Radiation safety and management;Radiation workers;Radiation dose;education;Radioisotope security system;Regular investigation once a year;Radiation accident;Solid radioactive wasteProtection of radiation effects;R.I security system;Regular investigation;Radiation waste;

Ⅱ. 연구개발의 목적 및 필요성 저선량 방사선의 치료 효능 중 관절염에 대한 통증 완화가 보고됨. 하지만 정확한 기전 규명이 되지 않아 본 연구에서 저선량 방사선의 염증 유도 사이토카인 조절 기능을 확인 하고자 함 Ⅲ. 연구개발의 내용 및 범위 1. 선량별 저선량 방사선의 염증 인자 발현 조절 차이를 비교 2. 새로운 HuR 매개 저선량 방사선 민감 생체 지표 발굴 확인 Ⅳ. 연구개발결과 ❍ LPS 유도 사이토카인의 단백질 발현을 선량별 저선량 방사선 조사 후 면역염색법, 웨스턴 블롯 및 ELISA법으로 확인 비교 확인 ❍ 저선량 방사선 조사 세포에서 HuR에 결합되는 RNA 부분에서 새로운 유전자 발굴하고 HuR 매개 여부를 RT-PCR법, 웨스턴 블롯 으로 확인 Ⅴ. 연구개발결과의 활용계획 ❍ 저선량 방사선 치료분야의 확대 기대 ❍ 저선량(률) 방사선의 생체 영향에 대한 과학적 자료 확보 (출처 : 요약문 4p)

• 연구책임자 : 손태건
• 주관연구기관 : 동남권원자력의학원
• 발행년도 : 20220100
• Keyword : 1. 저선량(률) 방사선;항염증 효과;피폭 생체 지표;RNA 결합 단백질; 2. low-dose (rate) radiation;anti-inflammation effect;exposure biological indicator;RNA binding protein;

□ 연구개발 목표 및 내용 ○ 최종 목표 ■ 레이저 플라즈마 및 원자빔 기반 이동형 핵물질 분석 기술개발 • ‘레이저 유도 파열 분광법’ 기반 다원소 분석기술 및 ‘레이저 용발 분자 동위원소 분광법’ 기반 동위원소 분석기술 개발 • ‘동위원소 분해 원자빔 레이저 분광시스템‘ 구축 • 민감도 증진, 분석정보 다각화, 이동성 향상 등 고도화 ○ 전체 내용 ■ 레이저 유도 파열 분광법 기반 다원소 분석기술 및 레이저 용발 분자 동위원소 분광법 기반 동위원소 분석기술 개발 • 레이저 유도 파열 분광법(LIBS)을 적용한 다원소 분석시스템 개발 • 레이저 용발 분자 동위원소 분광법(LAMIS) 기반 동위원소 분석시스템 구축 • LIBS-LAMIS 결합을 통한 조성 및 동위원소 측정 시스템 구축 - 원자/분자 스펙트럼 측정을 통한 원소 및 동위원소비 정량분석 • LIBS-LAMIS 시스템 최적화 및 고도화 - 레이저 펄스 중첩 최적화를 통한 측정 감도 향상 - 레이저 유도 형광을 적용한 극미량 동위원소 검출 방법 개발 ■ 동위원소 분해 원자빔 레이저 분광법 기반 동위원소 분석기술 고도화 • 동위원소 분해 원자빔 레이저 분광법 기반 분석시스템 개발 • 동위원소 측정 분해능, 효율 및 민감도 향상 기법 검토 - 초소형 도가니(micro crucible) 기술 향상을 통한 시준 원자빔 생성 및 레이저 교차 조건 최적화 - 파장변조/열환원/다중광경로 기법 도입 - 기존 연구 대비 동위원소 검출한계 향상 ■ 정성ㆍ정량분석 알고리즘 개발 및 고도화 • 전산프로그램(Matlab 등) 기반 정성ㆍ정량평가 알고리즘 개발 - 데이터 전처리 기법(정규화, 미분, 차분 등) 최적화 - 주성분 분석(PCA)을 통한 감식 대상 특성화 - 부분최소자승 회귀분석(PLSR)을 통한 정량평가 □ 연구개발성과 • 레이저 유도 플라즈마 분광 시스템 개발 및 고도화 • 동위원소 분해 원자빔 레이저 분광시스템 개발 및 고도화 • 정성ㆍ정량평가 시스템 구축 및 고도화 □ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 • 북한 핵시설 은닉 핵물질 사찰에 활용 및 당사국으로서 주도적 역할 이행에 이바지 • 후행핵연료주기 관련 시설 안전조치 역량 강화에 기여 • 핵물질 규제 활동에 대한 국민 신뢰도 증진 • 핵물질 관련 사고 대응 및 현장 감식체계 구축에 기여 • 핵물질 데이터베이스 구축에 기여 • 후행핵연료주기 관련 계획 적기 이행에 대한 기술적 도움 제공 • 핵물질 취급시설 내 물질 계량 관리에 활용 • 핵감식 기술 관련 분야 고급 기술·인력 양성 (출처 : 요약문 3p)

• 연구책임자 : 윤종일
• 주관연구기관 : 한국과학기술원
• 발행년도 : 20220400
• Keyword : 1. 핵감식;레이저 분광법;방사성물질;동위원소;데이터 통계기법; 2. Nuclear forensics;Laser spectroscopy;Radioactive material;Isotope;Statistical data treatment;

□ 연구개발 목표 및 내용 ○ 최종 목표 ○ 본 연구의 최종 목표는 방사선 안전 및 규제를 위한 고정밀 방사선 영상 장비 개발로, CZT 반도체 검출기를 기반으로 한 4π소형 컴프턴 카메라를 개발하고자 한다. CZT 검출기 성장 시 2단계 열처리와 셀레늄 첨가를 통해 검출기 성능을 근본적으로 향상시키고, 각 측면에 독립적인 virtual Frisch-grid 전극 부착 및 신호 획득을 통해 기존 virtual Frisch-grid 검출기보다 30% 향상된 에너지 분해능과 600 μm 이하의 매우 우수한 공간 분해능을 달성하고자 한다. 이러한 향상된 성능을 기반으로 영상 장치는 16° 이하의 각도 분해능을 목표로 하며, 이때의 재구성 시간은 10 초 이하로 하고자 한다. ○ 전체 내용 ○ 기존에 사용하는 HPGe나 Si 등의 반도체 검출기는 크고 무거운 냉각장치를 필요로 하거나(HPGe), 결정 두께가 1 mm 미만이어야 하는 한계(Si)가 있으며, 비교적 낮은 원자번호와 밀도로 인하여 효율이 떨어지는 단점이 존재한다. CZT의 경우, 위 검출기에 비해 높은 원자번호와 밀도를 가지며, 무엇보다 냉각장치 없이 실온에서 사용할 수 있는 장점이 있어 차세대 방사선 검출 및 영상 장비로 각광을 받고 있다. ○ CZT를 검출기로 이용하기 위해서는 높은 품질의 단결정 물질이 요구되어 현재 제작 가능한 크기가 2×2×1.5 cm³ 정도로 제한되고, 그 가격이 단결정의 부피에 비례하여 기하급수적으로 증가한다. 이러한 문제를 해결하기 위해 부피가 작은 CZT 결정에 virtual Frisch-grid 방법을 적용한 후 모자이크 형태로 배열함으로써 검출기를 구성하고자 한다. ○ 기존 virtual Frisch-grid CZT 검출기는 한 개의 결정 내에서 일어나는 반응에 대해 양극과 음극을 연결하는 방향(예를 들면 Z-방향)에 대해서만 결정보다 작은 단위로 방사선의 반응 위치를 알 수 있기 때문에 다른 방향(예를 들면 XY-방향)에 대해서는 결정 자체의 크기(수 mm)만큼의 공간분해능을 가지게 된다. 이에 본 연구에서는 검출기의 각 측면에 개별적인 전극을 만들어 음극/양극뿐 아니라 측면 전극에서 나오는 신호를 모두 검출하는 방식으로 검출기의 3차원 방향에 대해서 μm 단위로 반응의 위치를 측정할 수 있는 검출기를 개발하고자 한다. ○ 위 방식은 향상된 공간 분해능을 기반으로 검출기 응답의 불균일성을 μm 단위로 파악하고 보정할 수 있어 기존보다 수 배 향상된 에너지 분해능을 획득할 수 있으며, 컴프턴 영상에서도 매우 우수한 영상 분해능을 나타낼 것이라 예상된다. ○ CZT 성장에서 셀레늄 첨가 및 열처리를 통해 Zn segregation, Te 이차상 결함, 전위 등과 같은 결함 농도를 제어하여 보다 성능이 우수한 반도체 결정을 제작하고자 한다. □ 연구개발성과 ○ XYZ 모든 방향에 대해 μm 단위의 공간 분해능을 가지는 CZT 검출기 개발 ○ 2 단계 열처리와 셀레늄 첨가를 통해 성능이 우수한 CZTSe 결정 성장 ○ 기존 검출기에 비해 2 배 이상의 영상 분해능을 갖는 최신형 컴프턴 카메라 제작 ○ 국내·외 논문 게재: 5 편, 안전기술보고서: 3 편, 학술발표: 21 건, 특허 출원: 2(+1)건, 인력양성: 박사 1명 석사 2명 (2022.02. 박사 2명/석사 2명 졸업 예정) □ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 ○ 본 연구는 개별 검출기 자체의 성능을 근본적으로 수 배까지 향상시키는 연구이며, 개발하고자 하는 영상 장치는 별도의 냉각장치 및 기계적 집속기 없이 작동이 가능하여 휴대용 장비로도 매우 적합하다. ○ 아래 예시와 같이 생활 및 산업 현장에서의 방사선 검출 및 방사능 물질의 위치 파악과 관련된 분야 전반에 적용이 가능할 것으로 예상된다. - 방사선 방재를 위한 방사성 동위원소 탐지 - 방사선 재난 및 복구 시 방사능 물질의 분포 추적 - 발전소의 운영/제염/해체 시 방사선 모니터링 - 방사성폐기물 및 사용후 핵연료의 관리 시 방사선의 양, 종류, 위치 파악 - 국내외 핵물질의 추적 - 무역 물품에서의 방사성 물질 검사 (출처 : 요약문 3p)

• 연구책임자 : 이원호
• 주관연구기관 : 고려대학교
• 발행년도 : 20220400
• Keyword : 1. 방사선 검출 및 영상화;카드뮴 징크 텔루라이드 셀레늄;프리쉬 그리드;방사선 방재;다면 전극; 2. Radiation Detection and Imaging;CZTSe;Frisch-grid;Radiation Safety;Multi-pad;