□ 연구개발 목표 및 내용 ○ 최종 목표 핵물질 및 방사성물질 신속탐지 및 감시를 위한 이중입자 영상장치 시작품 개발 ○ 전체 내용 북한 비핵화의 철저한 검증을 위하여 핵물질 이용 핵활동을 감시, 탐지, 채취, 분석, 해석, 평가하는 기술역량 개발과 투명성 확보가 시급한 국가·사회적 현안을 해결하기 위하여 실시간으로 방사선(중성자 및 감마선)의 위치 판별을 위한 영상장비를 개발하는 것을 목표로 함. 실시간 동시 중성자/감마선 영상장비는 기존 광학 영상장치와 방사성 물질에서 나오는 방사선 이미지를 합성해서 방사성 물질의 위치를 시각화하는 장치임. 대테러 감시 및 비핵확산을 목적으로 위치 민감형 대면적 실리콘 광증배관(SiPM) 어레이와 유기 섬광체(Stilbene) 어레이의 조합으로 이루어진 센서 모듈과 실시간 영상을 위해 최적화된 부호화 구경을 이용한 세계 최초 실시간 이중 입자 방사선(중성자/감마선) 영상 장치를 개발하고자 함 ○ 1단계 □ 목표 핵물질 및 방사성물질 신속탐지 및 감시를 위한 이중입자 영상장치 시작품 개발 □ 내용 o 부호화 구경(Coded-aperture) 방식은 특수한 형태로 설계된 집속기에 의한 입사방사선의 기계적 차폐를 기반으로, 투과된 방사선의 변조 패턴을 획득하고 이를 복원하는 과정을 통해 대상 물체의 영상을 획득하는 것임 o 부호화 구경의 개구부를 통과한 입사 영상을 부호화하는 방식에 따라 다양한 형태를 가지며 영상획득 방식을 제공하는 mask(aperture)가 디자인되어 있으며, 그 중 Uniformly Redundant Arrays(URA)와 Modified Uniformly Redundant Arrays (MURA), Hexagonal Uniformly Redundant Arrays(HURA) mask가 대표적임. 각각의 mask에 대하여 anti-mask가 따로 존재하며, mask와 anti-mask를 통과한 방사선의 검출 패턴을 복호화(decoding)하여 방사선원의 위치를 영상으로 재구성함 o 이중입자 방사선의 위치 영상화 기술은 방사선이 사용되는 원자력발전, 방사선 종사자 안전, 원전 해체, 핵연료 모니터링, 환경 방사선 모니터링, 폐기물 관리 등의 원자력/방사선 안전 분야와 방사선을 이용한 비파괴 검사 산업현장, 의료용 동위원소를 취급하는 병원, 그리고 방사선원을 발생 및 이용하는 가속기 운용 현장 등 다양한 분야에서의 적용이 가능한 최첨단 방사선 계측 기술임 o 미시간대학에서 개발된 부호화구경을 이용한 실시간 감마선 영상장비 기술을 첨단화하고 중성자와 감마선 신호의 구분을 위한 pulse shape discrimination(PSD)기법을 유기 섬광체(Stilbene)에 적용하여 중성자 및 감마선 동시 영상을 구현하는 SiPM과 유기섬광체를 이용한 세계 최초 이중 입자(dual-particle; neutron and gammaray) 영상장치 개발에 관한 것임 o 본 연구는 12 x 12개의 픽셀로 구성된 SiPM과 유기섬광체(Stilbene)가 결합된 센서 모듈과 centered mosaic의 최적화된 MURA 마스크(중성자 산란 및 감마선 차폐를 위한 텅스텐 사용)를 이용하여 하드웨어를 구성하고 획득된 신호를 PSD 기법을 이용하여 중성자와 감마선의 신호를 분리 함. 획득 및 분리된 검출기 영상을 본 연구실에 의해 개발된 반복적 영상 재구성법(MLEM)을 이용하여 중성자 및 감마선의 위치판별 영상을 동시에 구현하는 장비를 개발하고자 함 □ 목표 ◯ 2년차 목표 - 신호처리 회로 PSD 기법 적용 및 검증시험(Cf-252 선원 이용) - 검출기 차폐 최적화 전산모사 기반 차폐물 제작 및 배경 방사선 저감효과 검증 - 실험 데이터를 이용한 MLEM 기반 방사선 영상 재구성 및 융합 영상 유효성 검증 - 성능시험 장비 구축 및 절차 개발 - 프로토타입 제작 후 교정 실시 및 검증 결과 확인 후 보완 - 보완 요구 제작 사항 적용 및 목표 달성을 위한 검증 관련 산출물 작성 □ 내용 ◯ 1차년에서 연구된 최적화된 MURA 마스크를 기반으로 실제 텅스텐 기반의 마스크를 제작하고 최적화된 영상 알고리즘과 하드웨어를 이용하여 실제 시스템으로 구성 ◯ 감마선/중성자 신호의 구분을 위하여 사용될 Stilbene 또는 plastic 어레이 기반의 유기 섬광체를 이용한 최적의 figure-of-merit(FOM)을 가지는 파라미터 도출 ◯ 최적화된 PSD 값을 이용하여 하드웨어 상 FPGA에 적용하여 감마선과 중성자 반응의 구분을 확인하였고 그에 따른 검출기 영상 데이터를 확보하여 1차년도에 개발된 영상재구성 알고리즘을 통한 영상 재구성을 시도하고 영상 특성을 분석 ◯ 검출기와 감마선의 반응도를 분석하기 위해 표준선원인 Cs-137, Ba-133, Co-57, Co-60, Na-22 등을 이용하여 감마선 반응 스펙트럼 및 검출기 영상을 확보하고 유기 섬광체를 이용한 감마선 핵종분석의 가능성 여부를 판단 ◯ 중성자의 경우 Cf-252를 구매하여 중성자 및 감마선에 대한 신호 분별 실험을 진행하고 각 선원별 영상을 분리 재구성 성공 ◯ 감마선/중성자 영상 장비의 성능 시험을 위하여 유기섬광체의 핵종 분석 능력, 검출효율, 방사선원의 위치 교정 등의 시험에 대한 장비 구축 및 절차를 완성 □ 목표 ◯ 3년차 목표 - 중성자 반응 실험(에너지 교정) - PSD 성능을 위한 최적화 시험 - 민감도 향상 기술 개선 - 성능시험 장비 구축 및 절차 개발 - 시작품 개발 및 적용성 평가 □ 내용 ◯ Stilbene 어레이 및 Plastic 섬광체(EJ-276) 어레이 적용 중성자 반응 성능시험 (DD, DT, Pu-Be선원) ◯ 검출기 차폐 최적화 전산모사 기반 차폐물 제작 및 배경 방사선 저감효과 검증 ◯ 고속 ADC 및 높은 bit resolution 기반 신호처리 회로 구축 및 실험 ◯ Charge Integral Method 변경 후 PSD 비교 평가 ◯ Internal gain 증폭 비교 후 최적의 PSD 조건 도출 ◯ 저에너지 감마선과 중성자의 PSD 능력 손실 보완 기술 개발 ◯ 최종 목표인 300초 이내에 중성자와 감마선 동시 영상 획득(50 cm 거리에서 85 μCi Cf-252 선원 영상 획득) ◯ LabVIEW 기반 사용자 인터페이스(graphic user interface; GUI) 개발 ◯ 프로토타입 제작 후 교정 실시 및 검증결과 확인 후 보완 ◯ 보완 요구 제작 사항 적용 및 목표 달성을 위한 검증 관련 산출물 작성 ◯ 감마선-중성자 복합환경에서의 이중입자 영상 시험 □ 연구개발성과 o 정량적 성과 ⦁ 안전기술보고서 4건, 논문 게재(국내외 SCI) 4편 ⦁ 시작품 제작 1건 o 정성적 성과 ⦁ 핵물질의 중성자 및 감마선에 의한 영상을 획득하여 위치정보를 획득, 탐지 및 평가하는 핵사찰 활동 기술로 이용 ⦁ 사용후핵연료 중간저장시설의 안정적인 운영으로 임시저장시설의 저장공간 확보를 통해 향후 원자력 발전소의 안정적 운영에 기여 ⦁ 국민의 방사선 관련사고 및 핵테러 등의 국가적 재난을 예방 ⦁ 원전 제염 해체 시 방사성 폐기물의 오염 여부를 판단하는 장치로 사용하여 비용 절감에 기여 □ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 [기술적 측면] o 방사선 준위 분포를 측정하기 위한 방사선 검출기와 방사성 환경에서 운영되는 실시간 영상카메라를 결합한 시스템으로 원전시설 및 방사선 관련시설 주변의 방사선 준위 분포와 현장 영상을 동시에 감시할 수 있음 o 3차원 방사선원 위치 기술은 미지 선원의 핵종 및 위치정보를 동시에 제공함으로써 방사선 추적에 걸리는 시간을 획기적으로 단축하고 선원의 위치에 대한 매우 직관적인 정보를 제시하여 선량 수치 값에만 의존하던 기존 방사선 탐지 기술의 한계를 극복할 수 있으므로 방사선 안전에 대한 새로운 패러다임을 제시할 수 있을 것이라 기대됨 [경제적․산업적 측면] o 향후 원전폐로산업분야에서 사람이 들어갈 수 없는 방사성 환경을 관측하기 위해 로봇 탑재형 감마카메라 등이 중요한 역할을 함 o 선진국에 비해 낙후된 방사선 계측 기술을 고도화 및 선도화를 통한 기술의 자립도를 향상시킴 o 첨단 방사선 계측 기술을 구축하여 원전 시장에 기술경쟁력 있는 제품을 수출함으로써 국부 창출에 기여함 o 원자력 분야의 블루오션인 방사선 안전 및 방호 측면의 신산업 동력으로 활용하여 일자리 창출과 청년 창업 증대 등에 기여가 가능할 것임 [사회적 측면] o 본 시스템에 내장된 센서는 핵종분석능력이 뛰어나 인공방사성핵종이나 핵물질을 구분하여 탐지할 수 있기 때문에 방사성 및 핵물질 불법거래 및 운반으로 인한 국가적 재난을 예방하고, 주변국들의 핵활동 탐지 기반 기술에도 기여할 수 있음 o 국가 중요 관공서, 공항만, 열차 및 버스터미널, 대규모 스포츠 행사장, 공공장소, 대형 백화점 또는 할인매장 등의 다중이용 시설에서 발생할 수 있는 방사능 관련사고 및 핵테러를 효율적으로 예방하고 대응할 수 있는 카메라/방사선 통합 감시 시스템임 o 방사능 및 선량에 관한 보다 쉽고 자세한 정보 제공을 통해 방사선 및 방사능에 대한 일반인들의 인식 개선과 기술 정보에 대한 대중의 접근성을 향상할 수 있음 (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 정만희
• 주관연구기관 : 제주대학교
• 발행년도 : 20220300
• Keyword : 1. 이중입자;부호화구경;신호파형 분별기법;섬광체;실리콘 광증배소자; 2. Dual-particle;Coded-aperture;Pulse shape discrimination;Scintillator;SiPM;

□ 연구개발 목표 및 내용 ○ 최종 목표 < 원자력 발전소 안전해석의 종합효과실험 데이터 기반 모델링 기법을 이용한 정확도 향상 연구 > ○ 원자력 안전해석코드의 정확도에 가장 큰 영향을 미치는 구성방정식을 종합효과실험(IET: Integral Effect Test) 데이터를 이용하여 데이터 기반 모델링 방법을 통해 불확실성 감소 ○ 이를 위해서 개별효과실험(SET: Separate Effect Test)에서 먼저 데이터 기반 모델링을 위한 인공신경망(ANN: Artificial Neural Network) 구축 및 원자력 안전해석 코드인 MARS와 연계 ○ IET의 데이터를 통해서 SET로 학습된 MARS+ANN 고도화 ○ 학습된 안전해석코드의 오차 및 한계 평가 ○ 전체 내용 ○ SET 데이터 기반 인공신경망(ANN) 학습 및 MARS-KS 코드와의 연동 - ANN 학습을 위한 여러 열수력 조건의 SET 데이터베이스 구축 - IET 데이터로 ANN을 학습하기 전 ANN을 SET 데이터로 선(先)학습 - ANN 구현이 용이한 Python 등의 언어와 MARS-KS와 연동 ○ 단일 IET 데이터 기반의 기계학습을 통한 안전해석 코드와 ANN 연동 - SET 데이터 기반으로 구성방정식을 대체할 수 있는 학습된 ANN의 IET 적용 및 평가 - SET 데이터 기반 ANN 출력 변수에서 IET 데이터의 모사를 위한 변수 보정 방법론 개발 - IET 데이터로 보정된 변수를 기반으로 한 ANN 학습 - 훈련된 ANN의 다른 IET 데이터의 적용성 및 정확성 평가 ○ 다중 IET 데이터 기반의 기계학습을 통한 코드 내 구성방정식의 오차 기여도 평가 - 다중 IET 데이터에서의 ANN 학습 및 정확도 평가 - 다중 IET 데이터 기반 ANN, 단일 IET 데이터 기반 ANN의 구성방정식간 비교 - 코드 내 구성방정식으로 인한 오차 및 한계 평가 □ 연구개발성과 • 본 연구를 통해 원자력 발전소 인허가에 중요한 발전소 안전해석 시 사용되는 안전해석코드에 여러 계통의 영향이 합쳐진 IET 데이터 기반 인공신경망(ANN)을 적용하여 더 정확한 안전해석코드를 구현하고자 함. • 구성방정식 모델 개발 시 IET 데이터를 활용하여 정확도를 향상할 수 있는 방법론 개발 • 기존 구성방정식 모델과 IET 데이터로 학습된 ANN의 비교를 통해 물리에 기반한 구성방정식 모델의 오차가 크게 발생할 수 있는 열수력학적 조건과 원인을 찾아내고 그에 따른 기존 구성방정식의 오차를 보정할 수 있는 영역을 찾을 수 있음. • ATLAS-DSP, LOFT와 같은 IET 실험이 추가적으로 시행될 때마다 ANN에 사용할 수 있는 데이터가 증가하며, 이를 통해 궁극적으로 구성방정식의 제한된 수학적 함수 형태에서 벗어나서 ANN을 통해서 비선형적 데이터 사이의 상관관계도 구현하여 안전해석 코드의 정확도를 최대화 할 수 있음. • ANN을 기반으로 한 규제코드 선진화와 원자력 시스템 해석 코드 개발에 기여할 수 있는 원천 기술 확보 □ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 • 기존 구성방정식이 가지는 제한적인 수학적 함수꼴에서 벗어나서 데이터 기반 모델링을 통해서 실험적 데이터가 축적될수록 자연스럽게 정확해지는 안전해석 코드 구현. • 기존에 안전해석코드의 검증에 주로 사용되었던 IET 실험데이터들을 안전해석코드 개발에 직접적으로 사용할 수 있게 해주는 기초기술. • 차세대 안전해석 코드개발을 위해 인공신경망(ANN)의 사용가능성을 선제적으로 파악하여 이를 바탕으로 해외선진국 대비 안전해석 코드 분야의 기술적 격차를 유지 또는 좁힐 수 있는 원천기술 개발 (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 이정익
• 주관연구기관 : 한국과학기술원
• 발행년도 : 20220100
• Keyword : 1. 규제 코드 선진화;인공신경망;차세대 원자력 시스템 안전 해석 코드;구성방정식;종합실험효과; 2. Progress of regulation code;Artificial neural network;Next generation nuclear system safety analysis code;Constitutive equation;Integral effect test;

Ⅱ. 연구개발의 목적 및 필요성 SPF 환경 저선량 방사선 조사실 및 실험동물실의 유지 관리를 통해, 저선량 방사선 생체 영향 연구 및 다양한 동물실험 연구의 신뢰성 높은 연구 결과 도출에 기여하고자 함 Ⅲ. 연구개발의 내용 및 범위 SPF 환경 저선량 방사선 조사동물실의 유지 관리, 동물실험 윤리위원회 지원 및 실험동물위령제 운영 지원 Ⅳ. 연구개발결과 저선량 환경 방사선 조사시설을 포함하는 SPF 동물시설의 원활한 유지관리 하였으며, 동물실험 윤리위원회 지원으로 실험돌물 사용을 최소화 하는데 기여함 Ⅴ. 연구개발결과의 활용계획 SPF 환경 방사선 저선량 방사선 조사동물실의 안정적인 운영으로 다른 과제의 연구성과 도출에 기여 (출처 : 요약문 4p)

• 연구책임자 : 이창근
• 주관연구기관 : 동남권원자력의학원
• 발행년도 : 20220100
• Keyword : 1. 저선량 방사선;저선량률 방사선;실험동물;동물실험 윤리위원회; 2. low-dose rdaition;low-dose rate radiation;experimental animal;IACUC;3R;LMO;

□ 연구개요 췌장 β-세포 및 신경 세포를 대상으로 하여 최종당화산물이 유도한 당 독성을 억제하는 물질을 식물에 존재하는 phytochemicals 중에서 찾아내고 그 작용 기전을 연구함. □ 연구 목표대비 연구결과 ◯ 1차년도: 췌장 β-세포에서 최종당화산물 독성을 억제하는 fustin에 관한 연구 Methylglyoxal (MG)를 cytotoxic 한 levels 로 48 h 동안 노출시켰을 때, RIN-m5F β-cells 은 인슐린 분비능이 손상되고 세포 손상을 나타냈으나 fustin 으로 전처리시 MG 가 유도한 인슐린 분비저하와 세포 죽음으로부터 RIN-m5F β-cells 을 보호하였다. 또한 fustin 은 MG 가 유도한 ROS 생성과 cardiolipin 과산화를 억제하였으며 glyoxalase 1 활성을 증가시켰는데 이는 fustin 이 MG detoxification 을 증가시킬 수 있음을 나타낸다. 더욱이, fustin 은 RIN-m5F β-cells 에서 AMPK phosphorylation 과 PGC-1α levels 을 증가시켰다. ◯ 2차년도: 신경 세포에서 MG 독성을 경감시키는 sciadopitysin에 관한 연구 SK-N-MC neuroblastoma cells을 사용하여 sciadopitysin이 MG가 유도한 세포독성에 대하여 보호 효과가 있는지 알아보고 그 기전을 연구하였다. 연구 결과 SK-N-MC cells을 sciadopitysin으로 전처리 하였을 때 MG에 의해 억제된 cell viability를 증가시켰고 MG에 의해 유도된 apoptosis, necrosis, autophagy를 감소시켰다. Sciadopitysin은 MG가 유도한 세포내 Ca²⁺, NOX4, oxidative stress, MG-protein adducts levels을 경감시켰고 MG에 의해 억제된 PGC-1α, nuclear Nrf2, 및 glyoxalase 1 levels을 증가시켰다. □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) ◯ 부작용을 최소화한 약물 개발이 필수적이므로 천연에 존재하는 식물자원을 이용하여 최종당화산물에 의한 독성을 억제하는 물질을 찾아내어 식생활을 통해 안전하게 당뇨 합병증을 예방할 수 있음. ◯ 본 연구에서 당뇨 합병증 억제 활성을 보인 fustin과 sciadopitysin은 건강보조식품 또는 기능성 식품의 원료로 이용될 수 있어 고령화 사회의 도래에 의한 노인 관련 질병의 치료 및 예방에 기여하여 건강한 노후 생활 향상을 보장할 것임. (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 최은미
• 주관연구기관 : 경희의료원
• 발행년도 : 20220300
• Keyword : 1. 당뇨 합병증;췌장 β 세포;신경세포;퍼스틴;시아도피티신; 2. diabetic complication;pancreatic β cell;neuronal cell;fustin;sciadopitysin;

□ 연구개요 ■ 국내 화재의 약 63%는 (2017년) 건물화재가 차지하고 있으며 건물 대부분이 철근 콘크리트 구조(RC)로 이루어져 있음. 화재가 소화활동으로 진압되면 RC 구조체는 적절한 진단 및 보수를 거친 후 재이용 되는 것이 일반적이므로, 콘크리트에 가해지는 고온이나 소방활동 과정에 발생하는 수분 공급이 콘크리트의 물리 화학적 성질 및 성능에 미치는 영향은 RC 구조물의 재이용 시 건물 안전성 평가기준이 되는 매우 중요한 정보임. ■ 콘크리트의 성능은 물과 시멘트의 반응으로 생성되는 시멘트 경화체가 큰 역할을 차지하며, 가열에 의해 시멘트 경화체 중 칼슘 실리케이트 수화물(C-S-H)의 탈수 및 분해에 의해, 콘크리트의 역학적 성능이 크게 변화하는 것으로 알려져 있으나, 그 영향에 대한 메커니즘은 아직 명확히 밝혀진 바가 없음. 또한, 가열 후 수분공급에 의한 재수화 과정이 시멘트 경화체의 구조 및 역학특성에 미치는 영향에 대해서도 불분명함 . ■ 본 연구과제에서는, 다양한 화학 조성(Ca/Si)을 가지는 순수 합성 C-S-H와 시멘트 경화체를 제작하여, 재료과학 분야 첨단 분석방법 중 하나인 고체 ²⁹Si NMR 과 세계 최대 규모의 최첨단 가속기 X-선 산란(일본 SPring8)을 활용하여 “다양한 고온가열 및 재수화에 의한 시멘트 경화체의 구조 및 성능 회복 메커니즘”을 규명하고자 함. □ 연구 목표대비 연구결과 ■ 연구 목표 1. 수화물 구조해석 ● PDF와 NMR을 통하여 시멘트 수화물 중 가장 중요한 역할을 하는 C-S-H 분석하였음. ● C-S-H의 원자 간 거리 분석을 통하여 시멘트 경화체 내 C-S-H 변화에 대한 연구 진행. ● In-situ X-ray scattering 실험을 통하여 얻은 PDF와 XRD 결과를 토대로 나노 단위에서의 C-S-H 역학적 성능을 평가하는 방법을 제시함. ● Ca/Si 비율이 달라짐에 따라 역학적 성능에 차이를 보임을 증명함. ■ 연구 목표 2. 회복 성상 해석 ● 다양한 고온 환경 (200 ~ 1000℃) 및 재수화 조건 (시간, 상대습도)을 활용하여 시멘트 경화체 및 콘크리트 구조물의 회복 성능에 대하여 평가를 진행하였음. ● ²⁹Si NMR, XRD, Microtest, Optical microscope, 밀도 측정기 등을 활용하여 여러 측면에서 회복성상을 관찰 하였음. ● 재수화 진행 시 C-S-H의 MCL과 시멘트 경화체의 압축강도의 선형적 관계를 파악하였음. ● 일부 나노물질의 혼입 시 (CNT, 나노 실리카) 회복 성상에 긍정적인 영향을 줄 수 있음을 관찰하였음. ■ 연구 목표 3. 화재피해 저감 및 회복 촉진 물질 도출 및 실용화 ● CNT를 시멘트 페이스트에 혼입 시 화재 발생 전과 후 모두 강도 증진이 발생하였음을 확인. ● 나노 실리카 혼입 시 재수화 과정을 진행 한 후 일반 포틀랜드 시멘트에 비하여 강도가 크게 증진된 것을 확인하였음. ● 분산성, 배향성 검토를 통한 최적의 나노 물질 혼입 방안 및 배합비 제시를 위한 기초연구 진행. □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) ■ 본 연구에서 얻은 C-S-H의 역학성능 열화 및 회복 등의 매크로 스케일의 현상과 ²⁹Si NMR, 고 에너지 X-선 산란에서 도출한 분자 레벨의 해석 결과간의 상관성을 명백하게 밝혀냄으로서, 화재와 같은 고온피해를 입은 콘크리트 역학특성변화 매커니즘을 세계 최초로 순수 C-S-H의 특성에서부터 규명하는 것이 가능하다고 사료됨. 이는 시멘트계 재료인 콘크리트까지 확장 적용 가능한 기초 이론 자료로서 활용이 가능하며, 발표된 연구 내용은 추후 세계적으로 널리 인용될 것으로 사료됨. (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 배성철
• 주관연구기관 : 한양대학교
• 발행년도 : 20220300
• Keyword : 1. 시멘트;가열;X-선 산란;핵자기공명;재수화; 2. Cement;Heating;X-ray scattering;NMR;Rehydration;

□ 연구개요 본 연구는 감마 조사선(gamma irradiation)에 지속적으로 노출된 방사선 저항성 폐암 세포주를 이용하여 방사선 저항성 관련 핵심 후보인자 발굴과 방사선 노출의 병리적 특성 분석 및 핵심인자의 신호제어 기전 분석을 통해 방사선 노출과 항암제와의 병행 치료를 통한 폐암 치료의 최적화 조건 및 임상 적용의 유용성을 제시함. □ 연구 목표대비 연구결과 본 연구는 방사선 저항성 폐암 세포주에서 RNA sequencing기반의 핵심 타겟 및 병리적 특성 분석을 위해서 방사선 저항성 폐암 시스템 및 4종의 방사선 저항성 폐암 세포주 제작을 수행하고 방사선 저항성 폐암 세포주에서 RNA sequenceing 분석 및 병리학적 특성(증식, 사멸, 세포주기) 분석을 통해 오믹스 기법으로 도출된 핵심 타겟의 패턴 분석 및 증감폭이 높은 핵심 타겟 5종 선별 및 방사선 저항성 폐암 세포와 기존 폐암세포와의 병리적 특성 분석을 연구 목표로 하였으며 연구 결과를 도출하였음. 또한, 방사선 저항성 폐암 세포주 기반 핵심인자의 활성 신호전달 및 방사선 저항성 제어기전 분석을 위해서 방사선 저항성 세포주에서 도출된 핵심인자들의 발현 조절 시스템 구축 및 병리적 특성 분석, 선별된 핵심인자들의 발현 신호전달 및 활성산소(ROS) 영향 및 조절 기전 분석을 수행하고 방사선 조사에 따른 종양유전자 (p53, PTEN 등)와 저항성 핵심인자들의 상호조절 및 기전 분석과 방사선 조사 유도 후 핵심인자와 오토페이지와의 상호조절 및 항암 내성 조절 연관성 분석, 방사선 저항성 핵심인자들의 발현에 따른 Ferroptosis 신호조절과 소포체 스트레스 활성 분석 및 핵심인자의 프로모터 및 전사 조절인자 분석을 수행하였음. 마지막으로 In vivo에서 기존의 폐암 치료 약물과 저항성 핵심인자의 병행치료 최적화 및 유용성 분석을 위해 방사선 저항 세포주와 기존 폐암 세포의 방사선 조사 xenograft 동물모델 확립 및 생체 기능 분석과 방사선 저항성 세포주에서 다양한 기존 폐암 치료 약물의 반응성 비교 및 특성 분석을 수행하고 핵심인자 발현에 의한 오토페이지 및 소포체 스트레스 기전과 방사선 저항성의 상호 조절 및 방사선 저항 핵심인자들의 발현 조절에 의한 기존 폐암 항암 물질들의 병행치료 최적화 분석 연구를 통해서 폐암의 저항성 연구를 위한 치료 최적화 조건 및 임상 적용이 가능한 유용성 연구를 진행함으로 연구 목표대비 연구 결과를 수행하였음. □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) 본 연구에서 방사선 조사 후 나타나는 방사선 저항성 핵심인자를 포함한 종양유전자에 의해 기인된 신호제어의 변화가 방사선 저항성 및 폐암 치료에 미치는 현상 연구, 관련 조절 기전 연구 및 핵심인자와 기존 약물치료의 병행치료에 대한 임상적 유효성 연구를 통해 새로운 암 진단 및 치료 분야의 새로운 패러다임을 제시할 것으로 기대되고, 현 시점에서의 이러한 연구는 과학적, 사회적, 산업적인 측면에서 많은 정보제공과 도움을 줄 것으로 기대됨. (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 이선진
• 주관연구기관 : 한국생명공학연구원
• 발행년도 : 20220200
• Keyword : 1. 세포사멸;신호전달;폐암;방사선 저항성;페롭토시스; 2. Cell death;Signal transduction;Lung Cancer;Radiation Resistance;Ferroptosis;

IV. 사업결과 교육 운영 및 대외협력 분야에서는 ‘ 20년 이후 지속되고 있는 코로나-19 확산 상황 속에서 비대면 온라인 방식의 교육 운영 및 회의 개최를 적극적으로 수행하였다. 국제교육으로는 일본 ISCN과 AP-CIT 온라인 훈련과정을 공동으로 개최하였으며 원전 신흥도입국을 대상으로 IAEA 국가계량관리체계 ( SSAC ) 온라인 국제교육을 개최하였다. 또한, 국내 핵비확산·핵안보 이해증진교육을 총 11회 개최하여 175명의 교육생을 배출하였으며 미래세대의 핵비확산 인식 제고 및 문화 확산을 위해 초·중·고등학생을 대상으로 핵비확산 문화 확산 교육기부사업을 추진하였다. 양질의 교육훈련 프로그램 제공을 위하여 물리적방호시스템 기반 사이버보안 교육 프로그램 및 실습장비를 개발하였으며 IAEA 사이버보안 국제교육 온라인 교육환경 구축에 참여하였다. 또한, 일반인을 대상으로 하는 알기쉬운 원자력통제 교재를 개발하고 유명 유튜버와의 협업을 통해 이해증진용 원자력통제 동영상을 제작하여 게재하였다. 교육 관련 대외협력으로 한-미 PCG 협력을 통해 INSA 사이버보안 국제교육 프로그램을 개발하고 있으며 국내외 유관기관과의 협력을 통해 수요 맞춤형 교육기획안을 수립하였다. 또한, IAEA NSSC 연례회의에 참석하고 ARN+1 연례회의를 개최하여 국제 교육훈련센터 협의체와의 협력 채널을 지속적으로 유지하였다. 원자력안전규제 인력양성 사업 추진과 관련하여 원안재단과 KINS와의 협력을 통해 원자력안전 규제기관 현장교육을 기획하고 개최하였다. 교육 인프라 고도화를 위해 INSA 중장기 발전전략을 수립하고 품질경영시스템 ( ISO 9001 : 2015 ) 인증을 유지를 위한 사후관리심사를 수심하였으며 교육 분야 특화 국제표준인증 ( ISO 21001 : 2018 ) 추가 취득을 위한 계획을 수립하였다. 온라인 교육운영을 위한 HTML5 기반 이러닝 콘텐츠 신규과목 3종 및 영문 콘텐츠 6종을 개발하였으며 멀티미디어실의 효율적인 유지관리를 위하여 사이버보안 교육시스템 및 네트워크 장비 유지관리 용역을 착수하였다. 또한, 사회적 거리두기가 유지되고 있는 상황 속에서 교육 수요에 대응하고자 온라인 교육 운영을 위한 INSA 화상강의 스튜디오를 구축하여 활용하였다. (출처 : 요약문 4p)

• 연구책임자 : 신동훈
• 주관연구기관 : 한국원자력통제기술원
• 발행년도 : 20220100
• Keyword : 1. 핵비확산;핵안보;국제교육;국제핵안보교육훈련센터;교육 기획/운영;인프라 개선; 2. Nuclear Nonproliferation;Nuclear Security;International Training;INSA;Training Planning/Management;Infrastructure Improvement;

비공개항목입니다.

• 연구책임자 : 조승찬
• 주관연구기관 : 한국재료연구원
• 발행년도 : 20221100
• Keyword : 1. 중성자 흡수;사용후핵연료;알루미늄;보론 카바이드;금속복합재료; 2. Neutron absorbing;Spent nuclear fuel;Aluminum;Boron carbide;Metal matrix composite;

1. 연구 목적 ⦁ 본 연구에서는 세포핵의 크기를 직접 감지할 수 있는 단백질 혹은 단백질 복합체를 발굴하고, 크기 감지시스템의 작용기전을 규명하고자 한다. ⦁ 또한 세포핵 크기감지 단백질이 인지하는 세포핵 크기 설정점 정보가 어떤 형태로 존재하는지 규명할 것이다. ⦁ 핵막의 형태 항상성과 연결되어 있는 막 안정성 유지와 관련된 단백질을 발굴하고 작용기전을 규명할 것이다. 2. 당해(2차년도) 연구 목표 ⦁ 세포핵 크기조절 시스템 유전자 후보군을 발굴하기 위하여 RNAi 현상을 이용한 유전자 발현억제 스크리닝을 수행한다. (출처 : 본문 3p)

• 연구책임자 : 김준
• 주관연구기관 : 한국과학기술원
• 발행년도 : 20220100
• Keyword :

□ 연구개요 “핵의 삼중 핵 충돌은 이중 충돌과 다른 점이 있으며, 그 차이를 실험적으로 구별할 수 있다” 라는 가설을 증명하고자, “이중 핵 충돌과 구별할 수 있는 삼중 핵충돌 실험의 프레임을 구축” 하고자 하였다. 이에 따라, (1)핵의 삼중 핵충돌 가능성 여부에 대해 계산하고, (2)삼중 핵충돌이 관측가능한 프레임을 구축한 후, (3) 해당 프레임이 유효한지 증명할 수 있는 테이블탑 실험으로 진행하고자 하였다. □ 연구 목표대비 연구결과 ◆ 핵의 삼중 핵충돌 가능성 여부를 모의 실험 프로그램을 개발하여 판단하였고, 핵충돌은 일부 특수한 경우에 대해 1° 이내 각도로 이중 충돌에 대해 차이가 있을 것으로 계산되었다. ◆ 3입자 산란 실험의 실험적 프레임을 구축하고자 하였으며, 저에너지 알파 선원을 이용한 테이블탑 실험으로 관측 가능이 가능하도록 그 실험의 개략적 기하학적 구조를 구상하였다. ◆ 테이블탑 실험을 위해 진공 상자와, 검출기 구성 등을 완료하여 테이블탑 실험을 진행할 수 있었다. ◆ 다만, 3중 핵충돌 실험을 진행하기에는 그 가능성이 매우 낮고, 가능성을 높일 수 있는 방법인 고반응성의 방사선원을 활용하기에는 그 예산과 관리의 위험성을 고려하여 3중 핵충돌의 이후 연구에 도움이 될 수 있으며, 그 관측 사항이 3중 핵충돌 실험의 의의와 유사한 다른 실험(상호 산란)으로 대체하여 진행하였음. ◆ 상호 산란 실험의 결과 일부 실험 구성에서 미미하지만 산란 효과가 있음을 관측하였다. □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) ◆ 본 연구는 3개 이상의 핵을 기반으로 하는 다체 핵충돌이라는 완전히 새로운 핵충돌 실험의 설계의 시작으로서, 새로운 연구의 지평을 열 수 있는 계기가 될 것으로 보인다. ◆ 3체 핵-충돌보다 4체 핵-충돌이 그 충돌 가능성은 낮지만, 충돌이 일어났을 때 그 방출 입자의 관측에 더 용이할 수 있어, 해당 사항에 대한 후속 연구 가능성이 있다. (후속연구A) ◆ 본 연구 중 도출된 결과로서, 실리콘 픽셀 검출기를 활용한 입자 구별의 가능성이 있었으며 그에 따른 후속 연구를 진행할 수 있다.(후속연구B) ◆ 본 연구에서 활용한 저에너지 입자는 실리콘 검출기에 막대한 방사성 내구 영향이 있다. 입자 검출에 영향을 미쳐 관측 결과에 영향이 있었을 수 있으며, 그에 따른 후속 연구가 필요하다.(후속연구C) (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 유인권
• 주관연구기관 : 부산대학교
• 발행년도 : 20220300
• Keyword : 1. 고밀도 핵충돌;실리콘검출기;다체상호작용;방사선 검출;삼중 충돌; 2. High Density Nuclei collision;Silicon Pixel Detector;Multibody Interaction;Radiation Detection;Triple Collision;