본 연구는 원전 해체 작업 시 필요한 원전 해체 작업복 및 차폐막 등에 적용할 수 있도록 경량화 및 유연성을 갖는 나노 금속과 고분자 차폐 소재를 개발하였고 기존 제품 대비 15% 이상의 차폐율 성능이 향상된 차폐소재에 대한 설계, 생산, 인증 평가를 완료하였음. 원전 해체 공정 및 작업별 분석을 통해서 필요한 차폐 재료와 성능 기준을 제시하였고, 다양한 크기의 텅스텐-비스무트 중량비, 혼합비별 해석을 통하여 기존 소재 대비최적화 소재 비율을 제시하였고, 감마선 피폭 소재와 섬유 융착 시편을 통해서 방사선 조사 및 섬유 영향도 분석 및 최종 차폐 작업복에 대한 내구성 및 기계적 물성 평가와 방사선 차폐 평가 수행하였고 실제 원전에서 사용 평가 실험 수행 및 개발 제품을 일본 후쿠시마 원전에 수출 완료함. 본 연구를 통해서 원천특허기술 (국내특허출원 8건, 국외특허출원 2건, 국내특허등록 2건)을 확보함. (출처 : 보고서 요약서 4p)

• 연구책임자 : 이승엽
• 주관연구기관 : 서강대학교
• 발행년도 : 20210100
• Keyword : 1. 방사선 차폐소재;원전 해체;차폐 해석;설계 최적화;고분자 복합재; 2. Radiation Shielding Material;Nuclear Decommissioning;Shielding Analysis;Design Optimization;Polymer Composite;

□ 연구개발 목표 및 내용 ㅇ 최종 목표 분열하는 세포에만 작용하여 종양의 성장을 억제하는 것으로 알려진 전기장 치료를 이용하여, 방사선 치료의 효과를 극대화 하는 융합 암치료 시스템 기술개발 ㅇ 전체 내용 • 다양한 기능이 탑재된 교류전기장 발생장치와 환자의 피부에 탈부착이 가능한 전극을 이용하여 전기장 암치료시스템의 하드웨어 개발 • 환자의 CT 영상과 전극의 크기 및 위치정보를 이용하여 환자 인체 내 전기장의 세기를 계산하고 종양과 정상조직에 부여되는 전기장의 3차원 분포를 영상 및 수치로 표시하여 계획된 치료(Treatment Plan)의 타당성을 평가하는 소프트웨어 개발 • 종양의 생물학적 특징 및 물리적 특징에 기반하여 방사선_전기장 융합암치료의 효과를 검증하고 생물학적 기전 규명 □ 연구개발성과 • 전기장 암 치료기 하드웨어(BMP-200)와 인체 내 전기장을 계산하는 알고리즘 및 전기장 분호 디스플레이 GUI를 개발하였음. 이를 통해 SCI급 학술지인 Journal of the Korean physical society에 논문을 게재하였음. • 전기장과 방사선을 융합 암치료 효과를 검증하기 위해 췌장암 세포주 2가지를 이용하여 연구하였고, 그 결과 apoptosis를 통한 암세포사멸을 일으키며 전기장 치료와 방사선치료가 융합되었을 때 시너지효과가 나타남을 검증하였음. 또한, fractionation을 이용하여 치료 시간에 따른 효과를 확인하였음. 이를 통해 SCI 급 학술지인 Technology in cancer research & treatment와 International journal of radiation biology에 논문을 게재하였음. □ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 • 본 연구진은 췌장암 세포주를 이용하여 방사선치료와 전기장 치료의 시너지 효과를 최초로 검증하였고, 추후 심화 연구를 통해 임상에 적용된다면 난치암으로 고통받는 암 환자들에게 새로운 치료 대안이 될 수 있을 것으로 보임. • 또한, 본 시스템이 개발되면 인체 내에 전달되는 전기장의 세기 조절이 공간적으로 가능해지기 때문에 종양에는 처방전기장이 집중적으로 부여되고 정상조직에는 최소의 전기장을 인가하여 임상 적용 시 난치성 암 치료에 있어서 획기적인 치료법이 될 것으로 기대됨. 따라서 해당 분야의 미래의료기술을 선점하고 향후 타 의료기기 분야의 연구개발에 대한 기술적인 파급효과가 클 것으로 예상됨. (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 윤명근
• 주관연구기관 : 고려대학교
• 발행년도 : 20210600
• Keyword : 1. 전기장치료;방사선치료;융합치료;최적화;세기조절; 2. Tumor treating fields;Radiotherapy;Combined therapy;Optimization;Intensity modulation;

연구개요 본 연구의 장기적 목표는 가금류의 사료 및 애완동물의 간식 자원으로 각광 받고 있는 갈색거저리(Tenebrio molitor, Tm)의 내재면역(Innate Immunity)을 연구함으로써 갈색거저리 모델의 산업적 가치를 증진하고자 함. 본 과제에서 완성하고자 하는 단기목표는 (1)RNAi 기법을 활용한 갈색거저리 Saptzle에 의해 조절되는 항균펩타이드의 발현 메커니즘 구명하고, (2) RNAi 기반 갈색거저리 NF-kB 단백질의 nuclear translocalization 구명 (3) LPS free spatzle 재조합단백질 및 Saptzle 항체를 이용한 갈색거저리 Saptzle 단백질에 의해 조절되는 항균펩타이드의 발현 메커니즘을 구명하고자 함. 연구 목표대비 연구결과 본 연구를 달성하기 위하여 다음과 같은 연구내용을 기획하였음. 1년차 연구 목표인 “RNAi 기법을 활용한 갈색거저리 Saptzle에 의해 조절되는 항균펩타이드의 발현 메커니즘 구명”하기 위하여 (1) 후보 유전자인 9개의 spatzle 유전자 특이적 발현억제(RNAi)조건을 확립하였고, (2) 관련 유전자의 발현이 억제된 상황에서 병원균이 주사되었을 때 사충율과 (3) 항균펩타이드의 발현 양상을 조사하였음. 또한 동일 조건 하에서 Toll 및 Imd 신호전달의 NF-kB 유전자의 발현 양상을 조사하여 spatzle 유전자의 면역학적 기능을 구명하였음. 2년차 연구목표인 “RNAi 기반 갈색거저리 NF-kB 단백질의 nuclear translocalization 구명”을 위하여 (1) Toll 신호전달의 NF-kB 유전자인 TmDorX2 유전자의 면역학적 기능을 RNAi기법을 활용하여 구명하였으며, (2) 펩타이드 기반 NF-kB 다클론항체를 제작하였으나, 항체 titer 및 specificity가 낮아 재조합단백질 기반 합성항체를 제작 중에 있음. 마지막으로 3년차 연구 목표인 “LPS free spatzle 재조합단백질 및 Saptzle 항체를 이용한 갈색거저리 Saptzle 단백질에 의해 조절되는 항균펩타이드의 발현 메커니즘을 구명”하기 위하여 (1) spatzle 재조합 단백질을 곤충세포주 및 박테리아 발현 시스템을 활용하여 발현하였음. 관련된 시스템 정착이 늦어져 현재 재조합 단백질 기반 기능 연구를 수행하고 있음. 본 연구결과를 통하여 Frontiers in immunology (IF 5.085), Scientific reports (IF 3.998), International Journal of Molecular Sciences (IF 4.566) 등을 포함하여 총 9편의 논문을 출판하였으며, 추가로 TmSpz-1b, TmSpz-like, TmSpz-3, TmSpz-5, TmSpz-7 family (-7, -7a, -7b) 유전자의 기능을 구명한 결과를 통하여 5편의 논문을 추가로 투고할 예정임. 연구발성과의 활용 계획 및 기대효과 (1) 활용 계획: 도출된 결과를 기반으로 2021년 하반기에 중견연구과제를 신청하여 지속적인 연구를 수행하고자 함. 후속연구에서는 natural infaction (oral infection)을 통한 중장 기반 체액성 및 세포성 면역 체계의 기능을 구명하여 기존에 밝혀낸 면역체계와 어떻게 상호작용하는지 구명하는데 초점을 맞추고자 함. (2) 기대효과: 1) 본 연구를 통하여 화학적 항생제를 대체할 수 있는 천연항생제 후보물질인 항균펩타이드(AMP)의 발현 기작 연구를 통하여 AMP를 안전하게 과발현 시킬 수 있는 기술 개발을 목적으로 하고 있어 사료용 곤충의 고부가 가치화에 기여 가능함. 2) 본 연구를 통하여 학문분야 Top 2-10% 저널에 논문을 게재 3) 산업곤충의 대표 모델인 갈색거저리의 내재면역의 결과가 산업곤충의 가치를 증진하는데 기여될 것으로 사료됨 (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 한연수
• 주관연구기관 : 전남대학교
• 발행년도 : 20210300
• Keyword : 1. 갈색거저리;체액성면역;스패츨 단백질;Toll 신호전달;항균펩타이드; 2. Tenebrio molitor;Humoral immunity;spatzle protein;Toll signaling pathway;antimicrobial peptide;

연구개요 본 연구는 방사광 X-선 (Synchrotron radiation X-ray)를 이용한 폐암의 비파괴적 진단 검사기법의 개발 가능성을 검증하고자 하였음. 방사광 X-선을 이용한 영상의학적 검사는 기존의 X-ray 방식을 이용한 경우에 비해 병리적 영상 검사에 필적하는 정밀도와 해상도의 획득이 가능하여 해부학적 미세구조의 관찰이 필수적인 초기 폐선암의 진단에 특히 유용할 것으로 사료되었음. 또한 방사광 X선을 이용한 단층촬영 영상의 3차원 재구성을 통해 폐암의 구조와 위치를 보다 정확하게 파악하여 절제 범위를 결정하는데 도움을 주고자 하였음. 연구 목표대비 연구결과 본 연구의 연차별 목표 및 결과는 다음과 같음 1차년도 목표: 방사광 X-선을 이용한 고정밀 3D resolution 영상획득 1차년도 연구결과: 폐암 조직에 대한 3D reconstruction 영상을 얻기 위해 2019.05.15.~17 일본 츠쿠바의 고에너지 가속기 연구소 내 Photon factory BL14B와 BL 14C에서 1차실험을 진행하였으며 2019.11.19.~22일에 2차 실험을 진행하였음. 두 번의 실험을 통해 Refraction –based tomgraphic imaging 기법을 이용하여 폐암 검체의 영상을 획득하였으며 결과에 대해 2019.09월 상해에서 열린 제13회국제 생물방사광 학회 (13th International Conference on Biology and Synchrotron Radiation)에서 발표되었으며 논문을 저술되어 2021년3월 Diagnostic에 online 게재됨. 2차년도 목표: 방사광 virtual lung biospy를 위한 비파괴적 폐암진단 모델 구축 2차년도 연구결과: 1차년도 연구 결과를 바탕으로 폐암 진단을 위한 비파괴적 검사의 임상적 적용 가능성에 대해 고찰함. COVID19 유행으로 인해 일본에서의 직접적인 실험은 진행하지 못하였으며 Photon Factory의 연구진과 On-line을 통해 Refraction-based tomographic imaging technique의 개선 방법을 논의함. Field of View 및 해상도를 높이기 위한 새로운 Asymmetrically-cut monochromator (ACM)의 개발에 참여하였으며 새로 개발된 monochromator를 이용한 영상 실험이 일본연구진을 통해 현재 진행 중임. 또한 포항 가속기 연구소 내 6C biomedical beamline에서 2020년 10월 과 11월 두 차례에 걸쳐 Synchrotron X-ray를 이용한 Phase-contrast micortomographic imaging을 획득하였으며 attenuator를 이용하여 해상도를 높이는 연구를 진행하고 있음. 이 연구 결과는 2020년 11월 방사광 이용자 연구회에서 발표되었으며 향후 본 연구에 참여하였던 고려대학교 이은주 연구원이 6C biomedical beamline의 임재홍 박사와 함께 연구를 지속할 예정임. 2차년도 연구에는 진단의 정확도를 높이기 위해 생기능성 나노입자 도입이 시도되었으며 염색 방법의 개선과 새로운 영상기법의 개발을 목표로 예비 실험을 계획 중임. 연구발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성) 본 연구를 통해 다음과 같은 효과를 기대할 수 있음. Human-scale imaging technique의 개발: 1차년도 연구를 통해 Refraction-based synchrotron radiation tomographic imaging technique 중 Dark-field imaging optics의 개선을 통해 해상도 저하 없이 Field of View를 확대할 수 있는 기법을 개발 중이며 이는 임상적용의 전제 조건인 human-scale의 영상획득을 위한 기술 개발에 초석이 될 것으로 생각됨. 폐암 영상의 정밀도 개선을 통한 virtual lung biopy 기법의 개발: 획득 가능한 영상크기의 증가와 더불에 폐암으로 의심되는 병변에 대한 해상도를 높이기 위한 영상기법을 개선하였음. 영상으로 관찰되는 병변이 염증조직과 구분이 어려운 초기 폐암병변의 진단을 위해 폐암에 특이적으로 반응하는 항체를 이용한 생기능성 나노입자의 개발을 위해 전단계 실험을 진행 중임. 이 기법의 임상적 적용을 위해 생체 적합도와 염색기법의 개선이 필요하며 이는 차후 연 과제로 진행하고자 함. (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 석양기
• 주관연구기관 : 순천향대학교
• 발행년도 : 20210300
• Keyword : 1. 방사광;폐암;진단; 2. Synchrotron;Lung cancer;Diagnosis;

□ 연구개발 목표 및 내용 ￭ 최종 목표 국내 연구진에 의해 처음으로 방사선 내성이 확인된 Spirosoma 속(genus) 세균과 방사성 내성으로 가장 유명한 Deinococcus 속 세균의 방사선 내성 기작을 비교한다. ￭ 전체 내용 Spirosoma montaniterre DY10^T 균주에 방사선을 조사한 뒤 전사체를 분석하고 전사체를 분석한다. 지금까지 연구된 대표적인 방사선 내성 세균인 Deinococcus 속 세균의 방사선 내성 전사체와 본 연구의 전사체를 비교하여 계통이 완전히 다른 두 속(genus) 세균의 방사선 내성 기작이 동일한 지 규명한다. Spirosoma montaniterre DY10^T 균주의 내성유전자 리스트를 작성하고 발현을 검증한다. ￭ 1단계(해당 시 작성) • 목표 : 감마선에 노출된 Spirosoma 속(genus) 세균의 전사체 동력학적 연구 • 내용 : Deinococcus 속(genus) 세균과 대등한 방사선 내성을 가지는 Spirosoma 속(genus) 세균이 감마선(γ-ray)에 노출된 후 회복되는 과정에서, 시간대별로 발현되는 전사체를 분석하고, Deinococcus 속세균의 발현 양상과 비교하여, 동일한 감마선 내성 기작을 가지는 지 규명한다. ￭ 2단계(해당 시 작성) • 목표 : 자외선(UV)에 노출된 Spirosoma 속(genus) 세균의 전사체 동력학적 연구 • 내용 : Deinococcus 속(genus) 세균보다 더 높은 자외선(UV) 내성을 가지는 Spirosoma 속(genus) 세균이 자외선(UV)에 노출된 후 회복되는 과정에서, 시간대별로 발현되는 전사체를 분석하고, Deinococcus 속 세균의 발현 양상과 비교하여, 자외선 내성 기작을 규명한다. ￭ 3단계(해당 시 작성) • 목표 : Spirosoma 속(genus) 세균의 내성유전자 발현 검증 • 내용 : Spirosoma 속(genus) 세균이 가지고 있는 방사선 내성 유전자들을 선정하고 Real-Time PCR로 정량하여 실제로 세포 내에서 시간대별로 다르게 발현되는 지 확인하고, Deinococcus 속 세균의 발현 양상과 비교하여 방사선 내성 기작을 검증한다. □ 연구개발성과 감마선과 자외선 조사 후 변화하는 유전자 발현 양상을 확인하였고, 가장 큰 변화를 나타내는 유전자 목록을 확보하였다. □ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 UvrABC pathway, RecA pathway, MutS mediated pathway 등 다양한 DNA recovery 관련 유전자의 발현을 확인하였고, 이러한 유전자들은 다른 organism의 유전자들보다 활성이 더 클 수 있기 때문에 향후, 암환자 방호제, 자외선 차단 화장품, 노화억제물질 개발 등 다양한 용도로 활용될 수 있다. (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 김명겸
• 주관연구기관 : 서울여자대학교
• 발행년도 : 20210600
• Keyword : 1. 전사체 분석;방사선 내성 세균;방사성 내성 기작; 2. Transcriptome analysis;Radiation resistant bacteria;Radiation resistant mechanism;

□ 연구개요 동물의 번식생리 및 성장 그리고 인간에서 성장관련 유전자의 작용기전과 영향 등을 규명하기 위해, 개의 성장과 관련된 유전자를 탐색함과 동시에 이를 유전자 교정기술과 체세포 복제기술을 이용하여 성장유전자가 조절된 형질전환 복제견을 생산하고 이를 토대로 성장에 관한 기초연구를 수행하고자 함. 본 연구과제의 목표는 개의 품종 간 성장관련 유전자를 탐색 및 선발하고, 개 체세포 복제 기술과 유전체 교정 기술을 이용하여 성장 조절 유전인자의 특성을 확인하고자 함 □ 연구 목표대비 연구결과 ❍ SNP을 비교 분석하여 대형견, 중형견, 소형견에서 IGF1, IGF1R, GHR1/2, STC2, HMGA2의 경향이 다름을 확인함 ❍ GHR-1과 HMGA2를 타겟 유전자로 선정 ❍ 새로운 유전자 편집 기술인 prime editor vector를 구축하여 형질전환 세포주 생산하는 방법을 구축함 ❍ 삽살개세포를 이용하여 FGFR3유전자가 point mutation한 세포주 구축하고, 성장관련 유전자가 형질전환된 재구성 수정란 생산 및 GFP발현을 확인함. ❍ 성장관련 유전자가 형질전환된 복제견 생산하였지만, 사산됨. 그러나 사산된 복제견에서 GFP발현과 성장관련 유전자가 교정됨을 확인함 □ 연구발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성) < 연구개발 결과의 활용방안 > ❍ 유전체 교정 기술 및 개 체세포 복제 기술 등에 관련한 우수한 학술적 성과를 국내·외 학술지 게재 ❍ 형질전환 복제견 생산 효율 향상을 통한 복제견 연구분야의 세계적 우위를 지속적 유지 ❍ 도출 및 개발된 연구결과를 향후 형질전환 질환모델 생산연구의 기초 자료로 적극 활용 < 기대성과 및 파급효과 > ❍ 기존의 근친교배에 의한 품종고정을 새로운 유전체 교정기술과 복제 기술을 활용하여 단기간에 정확하고 안전하게 생산할 수 있는 기술 개발 ❍ 개의 유전체 탐색을 통한 품종 간 육종자료를 수집할 수 있으며, 계통별 형질,마커 등을 구축할 수 있는 기반 조성 ❍ 향후 유전자 교정기술을 이용한 질병 치료 및 인간의 성장과 관련된 유전자 조절이 가능할 것으로 예상함 ❍ 가축 개량 및 품종 개발에 안전하게 활용이 가능할 것으로 예상 (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 이지혜
• 주관연구기관 : 충남대학교
• 발행년도 : 20210300
• Keyword : 1. 성장관련 유전자;유전자 교정기술;체세포 핵이식;형질전환;유전자 가위; 2. growth related gene;gene editing;somatic cell nuclear transfer;transgenic;CRISPR/cas9;

연구의 목적 및 내용 • 본 연구의 최종 목표는 다양한 만성 간 손상 시 간장에 존재하는 간 성상세포 및 대식세포에 영향을 미치는 Srxn1 및 cyp1b1의 역할을 규명하여 최종적으로 간 손상에 대한 치료제 개발에 대한 귀중한 기초자료 확보 및 치료 방안을 강구하는 데 있음. 연구개발성과 • 세포 특이적 마우스 모델 확립 - 간 성상세포 특이적 Srxn1 결핍 마우스 제작 - 대식세포 특이적 cyp1b1 결핍 마우스 제작 • Srxn1이 간 성상세포 활성화 및 간 섬유화에 미치는 영향 확인 - Srxn1 siRNA, Cre-LoxP 시스템을 활용한 gene knockdown 기법을 활용하여 Srxn1이 knockdown된 간 성상세포에서 세포 활성화 및 섬유화 반응이 감소되는 결과를 확인함. - 간 성상세포 특이저 siRNA 전달 시스템을 활용, 간 성상세포의 Srxn1의 발현이 감소된 경우 간 섬유화의 중증도가 증가하는 결과를 확인함. • Srxn1의 타깃 단백질 탐색 및 이를 통한 분자적 기전 파악 - 기존 보고된 Srxn1 타깃 단백질을 활용하여 분자적 기전을 증명 - IP assay를 통하여 새로운 Srxn1 타깃 단백질을 탐색 • Cyp1b1이 대식세포 M1/M2 polarization 및 관련 대사작용에 미치는 영향 확인 - Cyp1b1이 결핍된 대식세포에서 M2 polarization이 감소하는 결과를 확인함. - M2 polarization 관련된 미토콘드리아 산화적 인산화 역시 cyp1b1이 결핍된 마우스에서 감소한 결과를 확인함. • 대식세포 cyp1b1이 비알콜성지방간염의 발병 및 진행에 미치는 영향 확인 - in vitro 비알콜성지방간염 모델에서 간세포와 대식세포를 공동배양한 결과 cyp1b1이 결핍된 대식세포와 공동배양한 그룹에서 팔미트산 처리에 의한 세포 손상이 현저히 증가하는 결과를 확인함. 연구개발성과의 활용계획(기대효과) • 동물 실험에 기반을 둔 실제적인 결과는 임상 응용이 용이한 연구로 향후 치료에 적용 - 다양한 실험동물 모델 및 유전자 변형 동물 모델은 국내 관련 연구 발전에 적용 가능하며 동물 실험에 기반을 둔 결과들은 실제적인 결과로 임상 응용이 용이한 결과이기 때문에 향후 현장 적용에 유리함. • 세포 특이적 역할 규명을 바탕으로 질환 제어 기술 및 치료 기술 도출 - Srxn1 및 cyp1b1의 간 질환에서 세포 특이적 역할 규명을 바탕으로 이러한 인자들의 상용화된 조절물질들(저해제 혹은 촉진제)의 적용 영역을 넓히고, 최종적으로 다양한 간 질환을 제어할 수 있는 치료제로 repositioning함. (출처 : 요약문 4p)

• 연구책임자 : 김종원
• 주관연구기관 : 전북대학교
• 발행년도 : 20211200
• Keyword : 1. 간 성상세포;대식세포;간질환; 2. Srxn1;Cyp1b1;Hepatic stellate cell;Macrophage;Liver disease;

○ 제5차 원자력진흥종합계획과 제2차 방사선진흥계획의 성과분석과 차기 계획의 방향성 도출 - 원자력의 8대 정책방향과 방사선의 4대 정책과제별로 성공적인 수행을 통해 창출된 주요 성과와 확보역량을 정리·요약하였고, 개선 필요 사례의 요인을 도출하여 차기 계획에서 참고할 수 있도록 종합적인 시사점을 제시함 - 차기 계획에 예상되는 전문가의 예상 키워드를 조사·분석하여 원자력과 방사선의 부문별 방향성을 제시함 ○ 국내·외 원자력 정책 및 시장·기술 환경분석 - 6차 계획의 수립방향 제시를 위한 SWOT 분석을 위해 4가지 요인 즉 기회요인, 위협요인, 강점요인, 약점요인과 관련된 정책, 시장, 기술 부문별 국내·외 환경을 조사·분석하였음 ○ 제6차 원자력진흥종합계획의 수립방향 제시 - SWOT 분석을 통해 제6차 계획의 12대 정책방향과 4대 목표 등이 도출되었으며, 25개 중점추진방향이 제시되었음. 이와 같은 결과는 후에 구체적으로 수립되게 될 제6차 원자력진흥종합계획의 기본 틀이 될 것임 (출처 : 보고서 요약서 3p)

• 연구책임자 : 이동형
• 주관연구기관 : 한국원자력연구원
• 발행년도 : 20210600
• Keyword : 1. 원자력 진흥종합계획;방사선 진흥계획;성과분석;환경분석;전략수립; 2. Comprehensive Nuclear Energy Promotion Plan;Radiation Utilization Promotion Plan;Performance Analysis;Environmental Analysis;Strategy Establishment;

4. 연구 결과 ○ 제4차 핵융합에너지개발 진흥기본계획 주요 방향 설정 - 중장기 핵심기술 확보 일정(안) 마련 - 제4차 기본계획 추진 전략 체계 마련 ○ 4대 중점 추진전략 및 실천과제 도출(안) - (전략 1) 핵융합 특화 전략·제도 확충 · (과제 1.1) 중장기 연구개발 로드맵 구체화 및 체계적 이행 · (과제 1.2) 핵융합 특화 제도·체계 등 종합 기반 확충 - (전략 2) 핵융합 핵심기술 개발 촉진 및 기반 강화 · (과제 2.1) KSTAR를 활용한 고성능 플라즈마 기술 연구 · (과제 2.2) 전력생산 실증 핵심기술 개발 강화 · (과제 2.3) 핵융합 인재 양성 및 산업 생태계 활성화 지원 - (전략 3) 국제협력을 통한 첨단기술 확보 가속화 · (과제 3.1) ITER 사업을 통한 핵심기술 확보 극대화 · (과제 3.2) 주요 핵융합에너지 개발국과의 전략적 기술협력 강화 (출처 : 요약문 8p)

• 연구책임자 : 이현곤
• 주관연구기관 : 한국핵융합에너지연구원
• 발행년도 : 20211200
• Keyword : Fusion Energy;Basic Plan;Mid，Long term Plan;

□ 연구개요 • 원전, 핵 폐기물 처리 시설 등 기존 전기식 센서 기술 활용이 어려웠던 방사선 극한 환경에 광섬유 센서 기술을 적용하고자 하는 연구가 최근 미국, 유럽 위주로 활발히 이루어지고 있음 • 하지만, 방사선 노출 시 센서 열화 및 신호 왜곡 등의 문제가 발생할 수 있어 광섬유 및 광섬유 센서의 내방사화(radiation hardening) 연구가 필요함 • 본 과제에서는 방사선 극한 환경의 광섬유 센서 응용을 위해 광섬유 조성에 따른 내방사성 분석과 광섬유 고유 내방사성을 향상시키는 기법에 관한 연구를 수행함 □ 연구 목표대비 연구결과 • 광섬유 코어 조성에 따른 내방사 특성 분석 (100%) - 광섬유 조성에 따른 내방사 특성(=방사선 광 전송손실(RIA)) 분석을 위해 세 종의 광섬유 (SMF28e(Ge), PSCF(Pure silica core), F-SMF(Fluorine))의 감마선량에 따른 RIA 응답 특성을 측정함 - PSCF와 F-SMF(Fluorine)의 경우 누적 선량증가에 따라 뚜렷한 포화특성을 보였으며, 기존 통신용 광섬유인 SMF28e(Ge) 대비 내방사성이 우수함을 확인함 - RIA(;1550 nm, 100Gy/h) 값은 SMF28e > PSCF > F-SMF 순으로 높았으며, 회복률은 PSCF > F-SMF > SMF28e 순으로 높은 결과를 보임 • 광섬유 후처리(Post-treatment) 내방사 기법 영향 분석 (100%) - 전조사 기법: 반복적인 방사서 조사와 회복을 통해 내방사 특성이 부분적으로 향상됨을 보였으나, F-SMF의 경우 그 영향은 미미한 것으로 나타남 - 광-블리칭 기법: 980 nm 파장 대역의 LD를 이용한 RIA의 광-블리칭 측정 결과, 광섬유의 내방사 특성이 즉각적으로 향상됨을 보임 (비영구적 향상) - 열-블리칭 기법: 온도가 높아질수록 광섬유의 RIA값이 낮아지는 경향을 보임 • 내방사 광섬유 기반 분포 센서 적용 연구 (100%) - 내방사 광섬유를 이용한 분포 센서 광학계(Rayleigh(진동), Raman(온도))를 구성하였으며, 1450 nm, 1550 nm, 1650 nm 파장 대역의 분포 센서 신호의 방사선 영향과 광-블리칭 기법 적용 결과를 분석함 - 980 nm 파장 대역의 광 에너지를 이용한 광-블리칭 기법 적용 시, 분포 센서 신호의 RIA 값이 뚜렷하게 감소하며 내방사 특성이 향상됨을 보임 □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) • 본 연구는 광섬유 센서 기술의 방사선 환경 응용을 위해 필수적으로 고려해야 하는 광섬유 내방사 특성과 내방사화 기법에 대한 연구로서, 최근 세계적으로 연구 필요성이 부각되고 있는 가동원전과 차세대 소형 원전의 안전진단용 광섬유 센서 분야에 본 연구 결과를 기반으로 기술 개발이 이루어질 계획임 • 특히, 광-블리칭 기반의 내방사 기법은 제조된 광섬유 고유의 내방사 특성을 향상시킬수 있는 신기술로서 방사선 환경용 광섬유 기술 개발 분야에 활용성이 높을 것으로 기대됨 (출처 : 연구결과 요약문 2p);

• 연구책임자 : 김영웅
• 주관연구기관 : 한국원자력연구원
• 발행년도 : 20210600
• Keyword : 1. 광섬유;광섬유 센서;내방사화;방사선;원전; 2. Optical fiber;Fiber-optic sensor;Radiation hardening;Radiation;Nuclear plant;