□ 연구개요 - 방사선 근접치료 중 선원의 잘못된 체류위치는 환자 정상조직에 과다피폭 위험을 유발하기 때문에, quality assurance(QA)로써 선원의 위치 정확성을 검증해야함. - 하지만 이를 검증하기 위해 사용되는 ruler와 film은 점검자가 육안으로 눈금을 확인하기 때문에 정확도가 낮은 실정임. - 이에 본 연구에서는 광도전체 물질을 활용한 직접선량계를 바탕으로 방사선 근접 치료 중 선원 위치를 파악할 수 있는 디지털 선량계를 제작하고 정도관리에 사용 할 수 있는 디지털 자동 검출시스템을 개발하였음. □ 연구 목표대비 연구결과 - 본 과제는 근접방사선의 선원 위치 정확성에 대한 정도관리를 위한 디지털 자동검출시스템 개발을 위한 연구로써, 본 과제는 제시된 목표에 따라 성실하게 수행한 결과, 연구 계획서에서 상정한 연구 목표 대비 목표 달성도 100% 이상의 연구 과제를 수행하였다고 판단됨. - 1차년도에서 선량계 제작에 사용될 후보 광도전체 물질들을 선정하고, 형태학정 분석과 simulation 분석을 통하여 TlBr 물질을 선량계 재료로 선정하였으며, 방사선에 대한 반응 특성을 평가하여 선량계 적용가능성을 제시하였음. - Ir-192 선원에 대한 TlBr 물질의 재현성, 선형성, PID 반응특성을 측정하고 평가기준에 적합한지 분석하였을 때, RSD 1.5% 이내의 재현성, R² 0.9990 이상의 선형성으로 평가되어 평가기준을 만족하였음. - 2차년도에서 line 선량계를 제작하고 신호수집 매커니즘을 확립하여 디지털 자동 검출시스템을 개발하고 활용 가능성을 제시하였음. - 선원 위치 및 체류시간에 대한 반응성 평가를 통하여 0.5 mm 이내의 정확성과 0.1 sec 이내의 Dwell time 일치성을 만족하였음. □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) - 본 제안 기술은 국외 의존도가 높은 방사선 치료분야에서 안전관리 기술의 자립화를 뛰어넘어 세계시장을 선도하기 위한 원천 기술을 확보할 수 있으며, 전 세계적으로 기술 성숙도가 낮은 근접방사선 치료의 QA 기술을 성장시킴으로써 방사선 치료의 품질을 높일 수 있음. - 고에너지 측정을 위한 기능성 소재 제조 기술, 신호 처리를 위한 다채널 H/W 기술 그리고 선량분포 정보를 분석하기 위한 S/W 기술의 집적기술로써 첨단화/전문화되는 계측분야에서 활용도가 매우 높을 것으로 기대됨. (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 박성광
• 주관연구기관 : 인제대학교
• 발행년도 : 20220300
• Keyword : 1. 방사선근접치료;정도관리;체류위치;체류시간;방사선 검출기; 2. Brachytherapy;Quality assurance;Dwell-position;Dwell-time;radiation detector;

□ 연구개요 공기 중에 존재하는 라돈과 라돈의 자핵종은 자연 방사성 물질로 그 위험이 더욱 심각한 상태이다. 자연 방사선은 전체 방사선 노출량의 85%를 차지하며, 인간이 피폭되는 총 방사선 피폭 중 단일 피폭원으로는 가장 큰 비율을 차지한다. 또한 라돈은 균열된 암반 사이에서 대기중으로 방출되므로 환기가 잘 되지 않는 건물의 실내나 지하실에서 대기 중의 라돈 농도에 비해 현저히 높은 농도로 존재한다. 이러한 라돈은 기체상태로 존재하며 3.83일의 반감기로 붕괴하여 ²¹⁸Po으로부터 ²⁰⁶Pb에 이르는 연쇄붕괴를 계속하는데 이때 만들어지는 ²¹⁸Po, ²¹⁴Pb, ²¹⁴Bi, ²¹⁴Po와 같은 입자상의 방사성 핵종들을 라돈 자핵종이라도 부른다. 이중 방사선 피폭의 측면에서는 반감기가 긴 ²¹⁰Pb 이하는 방사능이 극히 작아 무시할 수 있고 중요 관심사인 폐암 유발 위해도가 낮은 베타 방사선을 내는 핵종이나 생성확률이 1%도 안되는 핵종(²¹⁸At)등도 무시할 수 있다. 이런 이유로 라돈 자핵종은 알파방사선을 내는 ²¹⁸Po, ²¹⁴Pb, ²¹⁴Bi, ²¹⁴Po 네 핵종으로 범위를 좁혀서 생각할 수 있다. 라돈가스가 폐암을 유발하는 과정은 다음과 같다. ²²²Rn은 붕괴하면서 ²¹⁸Po, ²¹⁴Pb, ²¹⁴Bi, ²¹⁴Po등의 라돈 자핵종을 만들어 낸다. 라돈 자핵종들은 공기 중에 존재하는 분진이나 연무질에 흡착되는데 라돈 자핵종이 흡착된 분진이나 연무질은 사람의 호흡을 통하여 폐에 달라붙는다. 이때 폐에 달라붙은 라돈 자핵종들이 알파 붕괴를 통해 강력한 에너지를 방출하면서 폐세포가 손상되어 폐암을 유발하는 것이다. 그러므로 라돈 자핵종들의 폐암유발 메커니즘을 파악하는 것이 필요하다. □ 연구 목표대비 연구결과 본 과제에서는 천연에 존재하는 우라늄과 토륨의 붕괴 과정에서 생성되는 라돈 자핵종의 핵구조 및 성질을 연구하였다. 이를 위해 적당한 핵모형을 이용하여 라돈과 자핵종의 기저상태 및 행렬요소 계산이 이루어져야 하고, 이를 통해 라돈과 그 자핵종의 에너지 스펙트럼과 전자기 전이를 계산할 것이다. 이러한 물리적 측정 가능량을 이용하는 것이 이론적으로 라돈의 핵구조를 파악하는 가장 좋은 방법이기 때문이다. IBM은 짝수-짝수 핵을 낮은 에너지 준위와 전자기 전이와 같은 집단운동을 설명하는 대수적 구조로 기술한다. 양성자 및 중성자 보오존을 구별하지 않는 가장 기본적인 모형을 IBM-1이라한다. IBM-1은 보오존 수가 보존되는 U(6) 군의 구조를 가진다. 보오존 연산자의 조합으로 교환관계에 닫혀있는 생성자의 집합으로 얻은 부분 대수를 이용하여 군사슬을 구할 수 있다. 핵의 상태를 기술하는 좋은 양자수인 각운동량을 표현하는 O(3) 군을 군사슬에 포함시키면 세 가지 극한으로 분류된다. IBM-1에서는 세 가지 다른 대칭성[U(5), SU(3) 및 O(6)]이 존재한다. 이 때 Hamiltonian은 동역학적 대칭을 이루고, 에너지 준위 등을 포함한 핵 구조를 닫힌표현으로 나타낼 수 있다. IBM의 U(5) 대칭성을 가지는 핵으로 특히 Pd(Z=46), Xe(Z=54), 및 Pt(Z=78) 등이 알려져 있다. IBM-1의 일반적인 Hamiltonian에서 SU(3) 대칭은 회전운동하는 축대칭 변형핵을 잘 설명한다. 변형핵의 스펙트럼을 설명하는 SU(3) 대칭은 희토류 핵종인 Sm-Gd-Dy-Er 등 동위원소에 적용된다. O(6) 대칭은 기하학적으로 감마-불안정핵에 대응된다. O(6) 대칭은 특히 Xe-Ba 영역의 핵에 많이 적용되고 있다. 양성자와 중성자를 구분하는 IBM-2는 원자핵 각모형과 직접 관계가 있으므로, IBM-1에 비해 매개변수는 풍부한 물리적 의미를 가진다. 이 모형은 매개변수의 수가 많아 대수적으로 복잡하고 어렵지만, 훨씬 풍부한 상태와 핵의 성질을 설명한다. IBM-2는 IBM-1으로 설명하지 못하는 양성자-중성자 교환에 대한 대칭상태를 포함하고, 양성자-중성자 대칭성을 F-spin으로 설명한다. 뿐만 아니라 IBM-1에서 금지된 M1 전이도 F-spin 혼합을 이용하여 설명한다. IBM-2에서도 짝수-짝수 핵의 집단운동을 IBM-1과 같이 U(6), SU(3) 및 O(6)의 세가지 기본 대칭으로 분류한다. IBM-2의 동역학적 대칭에서 basis는 IBM-1의 U(6)양자수인 총 보오존 수를 제외한 나머지 양자수 대신 양성자 및 중성자 수를 고려한다. IBM의 기본적 수학 구조를 홀수-A 핵까지 확장시킨 모형이 IBFM이다. IBFM에서 홀수-A 핵은 및 보오존으로 이루어진 짝수-짝수 핵심과 단일 입자의 결합으로 가정한다. IBFM의 대수적 구조는 전적으로 단일핵자의 외각궤도에 의존한다. IBM에서와 유사하게 IBFM의 Hamiltonian이 동역학적 대칭을 이루면 보오존과 페르미온 사이에 대칭성을 가지고, 이 때 보오존과 페르미온은 초대칭을 이룬다고 한다. 단일입자궤도가 j=1/2, 3/2 및 5/2 로 주어질 때 U(6/12)의 초대칭을 가지고, 이때 페르미온 군은 보오존 군 U(5), SU(3) 및 O(6)와 결합한다. 그러므로 초대칭 U(6/4)는 불안정핵만 적용되지만 U(6/12)는 U(5)로 기술되는 진동핵, SU(3)로 기술되는 축대칭 변형핵 및 O(6)로 기술되는 감마-불안정핵 모두에 적용된다. □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) 본 과제에서는 중간 및 무거운 영역의 홀수-A 핵 구조 연구를 위해 IBFM의 U(6/12) 대칭으로 제한한다. 이 모형을 통해 낮은 에너지 준위의 에너지 스펙트럼과 전자기 능률, M1 및 E2 전이를 포함하는 전자기적 성질을 논의한다. 그리고, ²²²Rn과 그 자핵종 중 짝수 핵은 IBM-1과 IBM-2를 이용하고, 홀수 핵은 IBFM을 통해 에너지 스펙트럼 및 전자기전이율과 같은 핵구조를 계산할 것이다. 그런데 선행 연구들에서는 라돈의 핵구조에 해당하는 실험데이터가 현저히 부족한 상태이다. 그러므로 본연구의 계산 결과는 라돈의 핵구조 및 핵분광학 실험의 지침을 마련하는데 기여할 것으로 보인다. 또한 전자기 전이의 메카니즘과 라돈핵의 에너지 준위 사이에서 일어나는 전자기 전이의 수치계산 결과에 대한 통찰력을 제공할 수 있을 것이다. 또한 천연에 존재하는 우라늄과 토륨의 붕괴 과정에서 생성되는 라돈과 그 자핵종의 핵구조를 연구하고자 한다. 연구 과정의 초기 단계에서 앞서 설명한 대표적인 핵모형을 이용하여 기저상태를 구축하고 코딩을 통해 구체적인 행렬요소 계산을 하여 연구 과정의 중반에서 라돈과 그 자핵종의 에너지 스펙트럼, 그리고 전자기 전이율을 계산할 것이다. 연구 과정의 후반에서는 계산한 결과를 물리적 측정 가능량을 통해 이론적으로 라돈 및 그 자핵종의 붕괴과정과 핵구조를 파악할 계획이다. 천연 방사성 동위원소의 붕괴과정과 그 과정에서 생성되는 라돈 자핵종의 핵구조를 계산한다면 공기 중 존재하는 생활방사선인 라돈 가스의 폐암유발 메커니즘의 파악 뿐 아니라 실내 대기 중의 라돈 농도를 감소시키는 등의 대처 방안과 대기와 수중의 라돈 저감법에 관한 가이드 라인을 제시 하는데에도 큰 역할을 할 것이다. (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 이수연
• 주관연구기관 : 동의대학교
• 발행년도 : 20220300
• Keyword : 1. 보오존 상호작용 모형;보오존-페르미온 상호작용 모형;라돈; 2. IBM;IBFM;Radon isotopes;

연구개요 ○ 전사 후 조절 단계인 alternative splicing과 mRNA의 세포질 이동은 식물 생장 및 발달에서 중요하며, 이와 관련된 splicing factor 및 nuclear pore complex 인자들의 역할을 구명하는 것이 필요함. ○ 따라서, 본 연구과제에서는 “온도 변화에 따른 splicing factor와 nuclear pore complex간의 dynamic movement와 interaction 구명” 및 “식물의 다양한 개화 반응에서 splicing factor와 nuclear pore complex 역할 구명”을 최종 연구목표로 설정함. 연구 목표대비 연구결과 ○ 본 연구과제에서는 3년 동안 아래의 연구목표를 가지고 여러 연구를 수행하였음. ► 1차년도: 식물 개화반응에서 splicing factor와 nuclear pore complex 기능연구 - 여러 splicing factor와 nuclear pore complex의 개화 반응 분석 ► 2차년도: Splicing factor와 nuclear pore complex의 온도 변화에 따른 dynamic movement 연구 - Splicing factor인 AtSF1의 NLS 서열 분석 및 nuclear pore complex의 component의 dynamic movement 분석 ► 3차년도: Splicing factor와 nuclear pore complex의 온도 변화에 따른 interaction 연구 - Splicing factor인 AtU2AF65A의 splicing isoform 기능 분석 및 splicing factor와 nuclear pore complex의 component간의 interaction 분석 ○ 본 연구과제를 통하여 거의 100%의 연구 내용을 달성하였음. ► 식물학 분야 상위 10%내에 있는 Frontiers in Plant Science (IF: 5.754)에 연구결과가 게재가 되었고, 본 연구 과제를 사사했음. ► 식물학 분야 상위 15%내에 있는 Plant Cell Reports (IF: 4.570)에 논문 1편을 투고하여 현재 심사 중에 있으며, 2022년 상반기 안에 게재가 될 예정임. 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성) ○ 온도 변화에 따른 splicing factor와 nuclear pore complex의 subcellular localization pattern 변화 및 서로 간의 protein-protein interaction 규명은 본 연구 과제의 가설 증명 단초 제공 ○ Splicing factor와 nuclear pore complex에 의한 mRNA 및 protein nucleo-cytoplasmic transport 기작은 온도 변화에 대한 새로운 온도 센서로서의 splicing factor와 nuclear pore complex의 역할 규명 ○ 기후 변화에 따른 생물학적 대응 연구 분야 창출 및 식물체 바이오 온도 센서 개발을 이끌 수 있는 혁신적인 연구로 도약 가능하며, 기후 변화 대응 차세대 연구 인력 양성 가능 (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 이정환
• 주관연구기관 : 전북대학교
• 발행년도 : 20220300
• Keyword : 1. 전사 후 조절;스플라이싱 인자;핵공 복합체;개화 반응;기후 변화; 2. Post-transcriptional regulation;Splicing factor;Nuclear pore complex;Flowering response;Climate change;

연구개요 1. 배경: 구강점막과 주위조직은 저작기능을 담당하면서 외부의 자극에 노출되어 있고, 구강 내 상주균과의 상시적인 접촉이 계속됨. 따라서 각종 치조골 결손부위나 발치 후 즉시 골증대술 등에 있어서 수술부위의 감염 이환상태가 많으며, 감염완치 후 염증이 없는 상태에서 수술하는 것이 현실적으로 불가능한 경우가 많음. 따라서 치료 전 또는 후에 인근조직에 염증상태를 동반하고 있는 경우, 염증성 환경에서 골재건을 할 수 있는 효과적인 치료전략이 필요함. 2. 목표: 본 연구에서는 염증을 유도하는 제재(LPS)나 염증성 cytokine (TNF)을 이용하여 유도된 염증성 환경이 BMP-2-induced osteogenic signaling 및 angiogenesis 에 어떠한 작용을 하는지 파악하여 임상적으로 흔히 존재하는 만성지추염이나 만성골수염/골괴사로 인한 골결손부에 대해 확실한 골형성을 유도하기 위한 치료전략을 확립하고자 함. 연구 목표대비 연구결과 * BMP-2와 염증성 인자의 상호작용분석 -여러 가지 세포주에서 염증유도 물질인 LPS나 BMP-2 단독처리시 골아세포분화 능력 또는 염증관련 인자들의 변화에 아무런 영향을 미치지 않았음. -세포수준에서 두 약물의 투여순서, 시간 등의 여러 조건을 확립하여 최적의 골형성 능력 유도를 증명하였음. (동시처리시 가장 효율적인 골재생을 관찰) -여러 농도의 LPS와 BMP-2의 동시처리시 COX-2의 mRNA expression level 과 단백질 발현이 모두 증가됨을 확인함. -세포수준에서 두 약물의 동시처리에 의해 유도되는 골아세포분화 능력의 상승효과는 smad1/5/8 활성과 COX-2 발현이 그 기전에 관여하고 있음을 확인함. -두 약물의 동시투여가 인근 세포의 혈관형성에는 관여하지 않음을 확인함. * 염증이 존재하는 두개골 결손모델 확립 및 BMP-2 투여가 염증성 병소의 조직재생에 미치는 영향 연구, BMP-2 조절이 염증부위의 골형성에 positive effect의 가능성 탐색 - Calvarial defect 동물모델에 염증유도 물질인 LPS와 골형성 유도물질인 BMP-2를 혼합하여 함입한 지지체를 사용하여 골재생 정도를 관찰해 보았음. 혼합지지체를 defect 부위에 삽입한 후 5주 후 희생하여 immunohistochemistry와 Micro CT촬영 및 분석을 시행함. - 조직 염색 후 I-solution software를 이용하여 새로 형성된 bone을 측정하였고, 여러 실험군을 비교한 결과 BMP-2 단독 또는 LPS + BMP-2 동시 투여한 실험군 모두 골형성이 유의하게 증가됨을 확인할 수 있었으나, 두 실험군의 유의한 차이를 확인할 수 없었음. - Micro CT 촬영을 통해 3D image를 구현하였고 여러 골재생 인자 분석을 통해 골형성 정도를 알아본 결과 골형성 유도 정도는 BMP-2 단독 실험군 과 LPS + BMP-2 실험군 모두에서 증가하였지만 두 실험군의 차이는 관찰 할 수 없었음. 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성) 최근 고령화 사회에 접어들면서 대부분 전신적인 만성 염증질환을 동반하는 환자가 늘어남에 따라 염증상태의 골이식의 성공을 위한 조건확립은 반드시 필요하다고 할 수 있음. 본 연구결과를 바탕으로 하여 염증성 신호매개가 골형성 및 골아세포분화에 미치는 다양한 영향에 대한 여러 가지 상반된 결과에 대한 이유와 그 기전을 밝히고, 현재 널리 이용되어 지고 있는 골형성 관련 성장인자인 BMP-2의 부작용을 최소화할 수 있는 기초적, 임상적 지식과 과학적 근거를 제시하여 최적의 효과를 유도 할 수 있는 조건을 성립할 수 있을 것이라 기대됨. 더욱이 연구 성과를 바탕으로 악골의 질환 후 골결손부 후유증으로 어려움을 겪는 환자들을 최대한 빠른 시일 내에 효과적으로 치료할 수 있는 시스템을 구축하는 것이 가능하며, 악골괴사나 방사선 조사 후 다양한 인체 내 병적 감염, 골절 등을 치료하는 과정에서 후유증을 최소화하는 치료방법을 수립할 수 있을 것으로 사료됨. (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 권대근
• 주관연구기관 : 경북대학교
• 발행년도 : 20220300
• Keyword : 1. 염증;악골;골결손;골형성단백질2; 2. osteoradionecrosis;hematopoietic stem cell;plerixafor;radiation;calvarial defect;

비공개항목입니다.

• 연구책임자 : 김성운
• 주관연구기관 : 강원대학교
• 발행년도 : 20220500
• Keyword : 1. 아스팔트 자가회복;마이크로웨이브 조사;인장강도 회복률;휨강도회복률;열전도성 섬유; 2. Asphalt self-healing;Microwave radiation;Tensile strength recovery ratio;Flexural strength recovery ratio;Conductive fiber;

□ 연구개발 목표 및 내용 ○ 최종 목표 ○ DDA 또는 DDSI 기반 특정핵물질(Pu, U, Th) 조성 및 생성량 검증 기술 개발 ○ 전체 내용 ○ DDA기술 또는 DDSI기법 기반 핵물질 검사장비/기술조사분석 ○ 특정핵물질 조성 및 생성량 추정 수학적 방법론 개발 ○ DDA 장비 핵심기술 개발 - 펄스형 중성자선원 및 대표시료 정의 - 고방사선환경하에서 펄스 중성자 정밀계측 기술개발 - 특정핵물질 생성량 평가방법론 개발 ○ MCNP에 의한 DDA 장비 시뮬레이션 모델 구축 및 검증 ○ DDA 장비 상세설계 및 제작 ○ DDA장비 설계 및 As-Built 자료에 의한 MCNP 모델 Update 및 최적화 ○ DDA 장비 운영을 위한 중성자 차폐시험시설(벙커) 구축 및 인허가 ○ 제작 prototype 장비 검증시험 및 시스템 최적화 - 국제표준 ASTM C1493 요건에 따른 성능검증 절차서 개발·적용 - 펄스형 중성자선원에 의한 장비 검증시험 및 평가 - 평가결과와 MCNP 추정치와의 비교분석/Update - 사용후핵연료에 대한 특정핵물질 생성량추정 현장증시험 및 MCNP 추정치와의 비교분석 ○ 규제 현장 적용: KINAC과 시험장비·시설 공동운영/활용 협약체결 및 안전조치실 핵물질활용팀 활용 추진 ○ DDA 기반 특정핵물질생성량 분석 차폐시험시설(벙커) 구축완료 ○ 해외 연구기관 및 IAEA와 기술협력 추진 ○ 1단계 □ 목표 ○ 특정핵물질 조성 및 생성량 추정 수학적 방법론 개발 ○ 특정핵물질 조성 및 생성량 추정시스템 상세설계 및 제작 □ 내용 ○ DDA기법기반 특정핵물질 생성량 추정장비기술 조사·분석 ○ 특정핵물질 조성 및 생성량 추정 수학적 방법론 개발 ○ DDA 장비 핵심기술 개발 - 펄스형 중성자발생장치 운전모드 최적화 기술개발 - 고방사선환경하에서 펄스 중성자 정밀계측 기술개발 - 특정핵물질 생성량 분석방법론 개발 - 펄스형 중성자 선원항 및 대표시료 정의 ○ MCNP에 의한 DDA 장비 시뮬레이션 모델 구축 ○ DDA 장비 상세설계 및 제작 ○ DDA 장비 운영을 위한 중성자 차폐시험시설(벙커) 구축 및 인허가절차 착수 ○ 2단계 □ 목표 ○ 특정핵물질 조성 및 생성량 추정시스템 운영 및 분석 프로그램 개발 ○ 특정핵물질 조성 및 생성량 추정시스템 최적화 □ 내용 ○ 특정핵물질 생성량추정을 위한 DDA 장비 제작 완료 - 장비 운영 및 분석프로그램 개발 ○ DDA장비 상세설계 및 As-Built 자료에 의한 MCNP 모델 Update 및 최적화 ○ DDA 장비 운영을 위한 중성자 차폐시험시설(벙커) 구축 및 인허가 완료 ○ 제작 prototype 장비 검증시험 및 시스템 최적화 - 펄스형 중성자선원 이용 장비 검증/성능시험 및 평가 - 평가결과와 MCNP 추정치와의 비교분석/최적화 - 사용후핵연료에 대한 특정핵물질생성량 추정시스템 현장 검증시험 및 MCNP 모델 추정치와의 비교분석 ○ DDA 기반 특정핵물질 생성량 추정시스템 시험시설(벙커) 구축 ○ 개발된 기술의 활용방안 도출 ○ 규제 현장 적용: KINAC과 시험장비·시설 공동운영/활용 협약체결 및 안전조치실 핵물질활용팀 활용 추진 ○ 해당 연도 □ 목표 ○ DDA/DDSI 기법기반 장비 선행기술 분석 ○ 특정핵물질 생성량 추정 수학적방법론 개발 ○ DDA/DDSI 기법기반 장비 핵심기술개발 ○ 중성자시험시설 인허가 준비 □ 내용 ○ DDA/DDSI 기법기반 장비 선행기술 분석 ○ 생성량 추정 수학적방법론 분석 및 개발전략 수립 ○ DDA/DDSI 기법기반 장비 핵심기술개발 - DDA 장비 MCNP 시뮬레이션 기술개발 - 1-channel DDA 신호 측정시스템 구성 - 지발감마선 계측평가를 위한 1-D 시뮬레이션 모델 개발 ○ 중성자시험시설 인허가 준비 - 중성자시험시설 차폐평가 - DDA 장비/시설 인허가 추진계획 확정 □ 연구개발성과 (정성적 성과) ○ 특정핵물질의 생성량을 DDA 방법으로 분석할 수 있는 기술과 시험시설을 국내기술로 완성함으로써, 국내 특정핵물질 관리에 필요한 검증기술의 고도화를 달성하고 원자력 안전규제 기술의 선진화와 신뢰도를 높일 수 있음 ○ 개발 기술과 장비는 신핵연료(또는 사용후핵연료)에 포함된 특정핵물질 생성량 분석에 직접 활용되며 연소도, 농축도, 냉각시간 측정 등 핵연료 및 핵물질에 대한 이력 측정에 유용하게 활용 예정 (정량적 성과) ○ 장비 진단성능 - 진단 중성자 pulse length < 15 μsec - 검출기 time resolution < 0.1 μsec - 스캐닝 주기 > 100 Hz - 최소 측정시간 = 100 sec ○ 특정핵물질 총량 분석정확도 - fissile material total activity 오차 ; < 10 % - 연소이력기반 특정핵물질(²³⁵U, ²³⁹Pu, ²⁴¹Pu) 생성량 ; < 10 % ○ 개발장비 중성자 표적과 He-3 검출기 사이 최대 거리 = 0.5 m □ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 (활용계획) ○ 본 과제를 통해 개발된 특정핵물질생성량 분석장비와 운영시스템 그리고 시험시설은 국제표준인 ASTM C1493요건을 적용하여 성능검증을 완료하고, 최종적으로 KINAC과 공동운영 협약 하에서 국가 원자력 안전규제 시험시설로 운영되도록 추진하며, KINAC 안전조치실 핵물질활용팀이 이 기술을 원자력 안전규제 활동에 활용하도록 주관기관은 적극 지원 예정. ○ 또한 장비 운영과정에서 KINAC과 긴밀한 협력을 통하여 국내의 특정핵물질 분석 및 관련 기술 역량을 지속적으로 강화하고, IAEA와 기술협력을 통하여 개발된 장비/기술의 국제공인을 추진. (기대효과) ○ DDA 장비에 의한 특정핵물질량 추정 및 관련 기술개발로 국내 원자력 안전규제 검증능력이 대폭 향상될 것으로 예상됨. ○ 본 사업에서 개발하는 장비는 이동/조작이 편리하도록 초소형 DDA 장비로 설계/제작하여, 특정핵물질 생성량 추정뿐만 아니라 핵물질 탐지 등 다양한 원자력 안전규제 장비로 활용될 것으로 확신함 (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 오병훈
• 주관연구기관 : 스탠더드시험연구소
• 발행년도 : 20220200
• Keyword : 1. DDA 기법;특정핵물질;안전조치;중성자발생장치;비파괴분석; 2. Differential Die-Away(DDA) technique;Special Nuclear Material;Safeguard;Neutron Generator;Non-Destructive Assay;

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;

□ 연구개요 ￭ 골반부 방사선치료 후 나타나는 장내 미생물 군집의 변화와 염증 관련 인자들의 상관 관계를 확인하여 방사선이 유발하는 장염의 병태생리적 기전을 증명하고, 프로바이오틱스 제제를 투여하였을 때 장내 미생물 군집의 생태계가 안정적으로 유지되며 이를 통해 방사선치료에 의해 발생될 수 있는 급성 장염 증상을 개선할 수 있는지를 확인하고자 함. ￭ 수술 전 방사선치료를 시행 받은 직장암 환자들의 균총 분석을 통해 방사선치료에 대한 반응성과 장내 균총과의 관계를 규명하고자 함. □ 연구 목표대비 연구결과 ￭ 마우스 복부 전장 방사선조사를 통한 방사선 유발 장염 동물 모델 제작 - 프로바이오틱스의 복용은 방사선 조사 후 4일 차에는 소장 조직에 염증 개선 효과가 나타나지 않았으나 7일 차에는 염증이 개선됨을 확인할 수 있었음 ￭ 프로바이오틱스 보충에 따른 장 조직 분석을 통한 방사선 유발 장염 지표 변화 여부 확인 - 대장 조직 분석 결과 프로바이오틱스의 보충을 받은 군들에서 방사선 조사 단독군에 비해 일부 proinflammatory 사이토카인 (TNF, IL-6, MCP-1) 감소가 유도됨을 확인함 ￭ 프로바이오틱스 보충에 따른 분변과 장기에서의 장내 균총 변화 및 장염과의 연관성 확인을 위한 NGS 분석 - 방사선치료 단독보다는 방사선치료와 프로바이오틱스를 받은 경우, 균총의 알파 다양성 감소가 관찰이 되었으며, 이는 분변에서뿐 아니라 소장, 대장에서도 그 경향성이 확인되었음. - 방사선치료 4~7일 후 대장에서, 치료 7일 후 대변에서 프로바이오틱스를 같이 투여했을 경우, 항염증 관련 미생물들이 통계적으로 의미있게 증가하였음 ￭ 직장암 환자들의 분변 분석을 통한 방사선 반응성 연구 - 치료반응성과 관련되어 있는 대사체 경로들의 패턴을 분석하였고, 반응이 좋은 그룹(TRG 0/1)과 반응이 좋지 않은 그룹 (TRG 2/3) 사이에 차별화되는 패턴의 대사체 활성 경로가 있고, 이 경로들은 대사 산물을 합성하는 경로들로써 면역항암제의 반응성과 관련되어 있다는 결과와 일치되는 결과라 볼 수 있음을 밝힘 □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) ￭ 본 연구를 통하여 학문적으로는 프로바이오틱스와 방사선 장염과의 관계 규명을 통해 방사선 장염 극복의 새로운 접근 방법을 개척하고, 임상적으로는 실제 방사선치료를 받는 많은 환자들에서 증상 개선에 도움을 줄 수 있을 것으로 기대함. ￭ 또한, 직장암 환자들에서 장내 균총의 분포의 방사선치료 반응성을 확인함으로써 향후 프로바이오틱스의 방사선감작제 활용에 대한 단초를 제공할 수 있을 것으로 기대함. (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 김학재
• 주관연구기관 : 서울대학교
• 발행년도 : 20220300
• Keyword : 1. 방사선;장염;프로바이오틱스;유전체 분석;직장암; 2. radiotherapy;enteritis;probiotics;NGS;rectal cancer;

□ 연구개요 ▶ 레이저-플라즈마 가속 연구에 사용될 20 TW/35 fs TI:sapphire 레이저 시스템의 temporal contrast ratio 향상. ▶ 레이저-플라즈마 가속에서 고출력 레이저 펄스가 진행하는 종방향으로 개스/플라즈마 밀도를 점점 더 높여 dephasing effect를 줄여 전자빔 에너지를 높일 수 있는 개스셀 설계, 제작 및 동작특성 연구. ▶ 개스셀에 수소나 헬륨 개스를 주입시키고 20 TW/35 fs Ti:sapphire 레이저 펄스를 개스셀 내부에 집속시킴으로써 레이저-플라즈마 가속에 의한 고에너지 전자빔 펄스 발생 및 진단. ▶ 고에너지 전자빔 펄스를 금속 포일을 통과시키면 THz 영역의 CTR 펄스가 발생하는데 CTR/THz 펄스 한 개로도 스펙트럼을 측정할 수 있는 방법 개발. ▶ 레이저-플라즈마 가속으로부터의 고에너지 전자빔 펄스를 고체 포일을 통과시켜 THz 영역의 CTR 펄스를 발생시키고 그 특성을 실험 및 시뮬레이션으로 연구. □ 연구 목표대비 연구결과 ▶ 20 TW 레이저 성능 (temporal contrast ratio) 향상 연구 Spectral matching 방법을 최초로 고안하여 간단하면서도 temporal contrast ratio를 1/10 이하로 줄이는 데 성공하였음. ▶ 전자빔 소스 개발 연구: 종방향 밀도 조절이 가능한 개스셀 개발 고출력 레이저 펄스가 진행하는 방향으로 밀도분포를 조절할 수 있는 capillary 개스셀을 성공적으로 개발하고 동작특성을 실험적으로 규명하였음. ▶ 고에너지 전자빔 펄스 발생 및 진단 14 TW 내외의 Ti:sapphire 시스템과 개발된 capillary 개스셀을 사용하여 100~230 MeV의 고에너지 전자빔 펄스를 발생시켰고 에너지, 에너지 분포, 전하량 등을 측정하였음. ▶ CTR/THz 펄스 single-shot 진단 방법 개발 Spectral-encoding 기반 방법을 사용하여 THz 영역의 CTR 펄스를 single-shot으로 진단할 수 있는 방법을 개발완료 하였음. ▶ CTR 발생 및 특성 연구: 실험 및 시뮬레이션 코로나 팬데믹으로 인하여 고출력 레이저 시스템의 부품 수급 문제가 발생하여 CTR 발생 실험은 연기되어 있으나 PIC (particle-in-cell) 시뮬레이션 연구를 통해 CTR발생 및 그 특성에 대해 깊이 있는 연구결과 얻었음. □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성) THz파는 과학기술이나 산업에서 매우 중요하게 이용될 수 있음. 레이저-플라즈마 가속 방법으로 발생시킨 CTR은 규모가 작으면서도 강력한 THz 소스가 될 수 있을 것이므로 THz 분광학을 통한 새로운 사이언스 연구나 THz 이미징 등을 통해 실용적 측면에서도 유용하게 활용될 수 있을 것으로 기대됨. (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 석희용
• 주관연구기관 : 광주과학기술원
• 발행년도 : 20220300
• Keyword : 1. 레이저-플라즈마 가속;테라헤르츠파; 2. laser-plasma acceleration;THz wave;coherent transition radiation (CTR);

Ⅳ. 실태조사 주요 결과 가. 2020년도 국내 원자력산업분야 총 매출액은 22조2,436억원으로 전년도 20조7,317억원 대비 1조5,119억원 늘어 7.3% 증가한 것으로 조사됨 - 원자력발전사업체(17조1,303억원, 77.0%), 원자력공급산업체(4조573억원, 18.2%), 연구·공공기관(1조560억원, 4.7%) 나. 2020년도 국내 원자력산업분야 총 투자액은 8조7,986억원으로 전년도(9조5,279억원) 대비 7,293억원 줄어 7.7% 감소 - 원자력발전사업체(7조6,767억원, 87.2), 원자력공급산업체(1,536억원, 1.7%), 연구·공공기관(9,683억원, 11.0%) 다. 2020년도 국내 원자력산업분야 전체 인력은 35,276명으로 전년도(2019년 35,469명) 대비 193명이 줄어 0.5% 감소한 것으로 조사됨 - 원자력발전사업체(12,788명, 36.3%), 원자력공급산업체(19,019명, 53.9%), 연구·공공 기관(3,469명, 9.8%) 라. 2021년 3월 기준 재학생 전체는 2,165명으로 전년도(2020년 2,190명) 대비 1.1%(25명) 감소한 것으로 조사됨 마. 2020년도 국내 원자력 관련 대학별 원자력 관련 학과 배출인력은 총 597명으로 전년도 590명 대비 7명(1.2%)이 증가한 것으로 조사됨 바. 2020년도 원자력산업분야 해외 수출 현황은 12개국, 30건(전년대비 3건 증가)에 3,372만 달러(전년대비 1,228만 달러 증가)를 수출함 사. 2020년도 원자력산업분야 기술도입 현황은 58건(전년대비 16건 감소)에 71억원(전년대비 1,293억원 감소)으로 국내에서 도입한 기술은 34건, 국외로부터 도입한 기술은 24건으로 조사됨 - 도입국가 : 미국, 캐나다, 프랑스, 영국 등 11개국 (출처 : 요약문 7p)

• 연구책임자 : 조현갑
• 주관연구기관 : 한국원자력산업협회
• 발행년도 : 20220400
• Keyword : 1. 원자력 동향;원자력 산업;원자력 인력;원자력 산업 규모;원자력 매출액;원자력 투자액;원자력 지역경제 기여도;제염·해체 현황;원자력 관련 대학; 2. Nuclear Industry Trends;Nuclear Industry;Nuclear Manpower;Nuclear Industry Revenue;Nuclear Industry Investment;Contribution of Nuclear Industry to Local Economy;Status of Decontamination and Decommisioning;Nuclear Engineering College/University;