□ 연구개요 Label 없이도 측정 샘플의 분자 구조에 따른 신호 측정이 가능한 핵자기공명 분광기 (nuclear magnetic resonance spectroscopy)를 기반으로 휴대가 가능한 micro NMR 디바이스를 개발하였다. 태블렛 크기 정도의 휴대형 NMR 바이오센서 제작을 위해, (1) NMR용 자기장, (2) 신호 송수신용 RF 코일, (3) 액체 샘플 로딩용 미세유체 칩 그리고 (4) NMR 신호 수집 및 처리를 위한 RF회로 및 제어시스템 등 4개 핵심 요소들을 개발하였다. □ 연구 목표대비 연구결과 - 자석을 이용한 자기장 및 RF마이크로코일 최적화 연구 : 최대 0.8 T의 자기장을 얻을 수 있었고, 제작된 디바이스에서는 0.5T의 자기장을 사용 : 21MHz 공명 주파수를 갖는 마이크로 RF 코일 제작 및 튜닝/매칭 회로 제작 - NMR RF 회로 제작 : 신호 송수신 및 30dB 증폭회로 개발 - 미세유체칩(샘플전처리, 핵자기공명 local guide 용) 개발 : ultra-fast 레이저를 사용하여, 빠르고 간단하게 미세유체관을 유리에 제작하는 공정 개발 □ 연구발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성) 본 연구를 통해 휴대형 NMR 기반 바이오센서 제작을 할 수 있었다. 데스크탑 컴퓨터 사이즈 보다 작은, 휴대형이 가능한 NMR 기반 바이오센서에 필요한 자기장을 작은 영구자석으로도 가능하였고, 이 자기장 크기에 맞춘 공명주파수를 갖는 RF 코일 및 송수신 신호 회로를 제작하였다. 이는 모두 테블렛 디바이스 크기 정도의 NMR기반 바이오 센서를 제작하는데 적합한 크기로 제작이 되어, 현장 진단형 바이오센 서로 활용될 가능성이 있다고 기대하고 있다. 또한 액체 상태의 진단 샘플을 정확하게 RF 코일내로 주입하기 위한 미세유체관을 설계/제작하였으며, 이 과정에서 1시간 내로 빠르게 유리 미세유체 디바이스를 제작할 수 있는 공정법을 개발하였다. 또한 3차원 구조의 미세유체 구조도 추가 공정없이 유리기판 내부에 만들 수 있는 공정을 개발하여, 마이크로 원심분리기, 세포분류기 등의 고효율 및 고처리량의 유리 기반 미세유체 플랫폼 개발에 도움이 될 것으로 기대하고 있다. (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 구치완
• 주관연구기관 : 한밭대학교
• 발행년도 : 20210300
• Keyword : 1. 마이크로-핵자기공명;분광학;바이오센서;RF코일;미세유체; 2. micro NMR;spectroscopy;biosensor;RF coil;microfluidic;

- 위단위결과성 무핵 자방친을 이용한 배배양 기술을 확립하여 배배양 효율을 2.2%(’16)에서 10%(’20)까지 향상하고, 배배양 실생 2,918주 획득 - 유핵과 무핵 포도의 종자 및 종피 발달의 해부학적, 생화학적 특성 비교 완료하고 유핵과 무핵 포도의 종자발달 동안 종자 전사체의 차등발현 유전자의 분석 및 후보 유전자 선발을 통해 유핵과 무핵 포도를 구분할 수 있는 발현 마커 세트 개발과 선발지표의 기능을 검정함 - 위단위결과성 포도의 과립비대 유전자네트워크 분석 및 후보 유전자 선발 - 배발생캘러스를 이용한 포도 식물체 형질전환 체계를 수립하고 포도 U6 프로모터를 이용한 고효율 유전자편집 체계 개발 및 실증 - 유핵, 무핵, 및 야생 근연종 포도 유전체를>37x mean depth까지 재분석한 high-depth resequencing data에서 고밀도 변이 데이터를 획득하고 열성 무핵 조절 유전자좌와 연관된 Vitvi01g00455, Vitvi08g01528, 및 Vitvi18g01237을 포함하는 신규 후보 원인 유전자를 예측하였으며 무핵 포도 육종 프로그램에서 사용이 가능한 allele-specific PCR marker를 이를 3점의 유전자에서 개발 (출처 : 요약서 3p)

• 연구책임자 : 허윤영
• 주관연구기관 : 국립원예특작과학원
• 발행년도 : 20210200
• Keyword : 1. 위단위결과;종자발달;과립비대;발달유전체;유전자 네트워크; 2. stenospermo-carpy;seed development;berry enlargement;developmental genomics;gene networks;

연구개요 Dual-energy CT를 이용하여 검사를 시행할 경우 2개의 x-ray source와 2개의 x-ray detector를 이용하여 1회 검사 후 half-dose(저선량, 50%)와 standard-dose(기준 선량, 100%)이미지로 각각 복원 가능하다. 조영제 주입 후 특정 시기에 시행한 방사선 피폭을 기준 선량과 저선량의 CT 이미지, 진단능을 비교 평가하여, 저선량 CT가 기준선량 CT보다 열등하지 않다면, 저선량 CT가 기준선량 CT를 대체하는 것을 기대할 수 있다. 복부 CT에서 저선량 CT가 기준선량 CT를 대체한다면, 선별적으로 저선량 CT를 시행하고, 진단능의 차이가 없을 것이다. 연구 목표대비 연구결과 복부 CT에서 저선량 CT의 사용을 늘리면서, 병변의 진단능에 차이가 없는 정도의 저선량CT를 만들기 위해 연구를 진행하였다. 모든 연구는 dual-energy CT를 활용하여 기준 선량 이상의 방사선선량이 환자에 노출되는 사례는 보고되지 않았다. 다양한 정도의 저선량 CT를 만들어서 검사를 진행했다. 1) 복부 CT에서는 기준선량을 100%로 보았을 때, 66.7%정도의 선량을 포함한 저선량 CT에서는 복부의 병변(간, 췌장, 콩팥, 임파선)의 병변을 찾고 양성 종양과 악성 종양을 구분하는데 문제가 없는 것을 확인하였다. 그러나 기준선량대비 33.3%정도의 선량만을 포함한 CT에서는 간에 양성과 악성 종양을 구분하는데 제한이 있는 것으로 복부 CT에서의 진단능이 떨어지는 것을 보였다. 2) 콩팥과 요관, 방광에 돌이 있는 것도 본 연구에 기준선량과 저선량 CT를 비교하였을 때, 기준선량 대비 16.7%의 방사선량만으로 저선량 CT를 시행했을 때 3mm이상의 요로 결석을 찾는데 무리가 없는 것을 파악하였다. 3) 80kVp로 낮은 관전압으로 저선량 CT검사를 시행했을 때, 80/Sn50kVp CT와 이미지를 비교했을 때 악성 종양환자에서 영상의 대비도가 우수하고 해상도도 큰 차이를 보이지 않았다. 4) 하지 혈관의 협착과 같은 혈관질환이 있는 환자에게서 기준선량 대비 70%와 30%의 방사선량을 노출한 CT 이미지에서도 혈관 질환 진단에 차이를 보이지 않았다. 연구발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성) 위의 연구결과는 총 4개가 2018R1C1B5044024 사사를 포함하여 SCI 저널로 출간되었다. 저선량 CT 연구의 많은 경우가 환자가 방사선량의 기준선량으로 검사한 이후에 추가로 한 번 더 검사함으로써 연구에 포함된 환자가 선량을 노출되는 것이 증가하는 제한점이 있었다. 본 연구는 다양한 파일럿 팬텀 스터디를 통해서 저선량 CT의 몇몇 프로토콜을 만들 수 있었으며, 환자들에게도 추가 선량 피폭 없이 저선량 CT를 시행할 수 있었다. 본 연구를 통해서 만들어진 저선량 CT protocol의 일부를 환자의 effective diameter (배둘레길이, 덩치)를 고려하여 현행 병원에서도 일부 반영하여 시행하고 있음. 또한, 출간된 논문을 읽어본 독자와 영상의학과 의사에게도 프로토콜의 활용성을 임상에 적용하여 환자의 검사 중 피폭 선량을 낮추면서도 진단에 영향을 미치지 않도록 접목할 수 있다. (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 박소현
• 주관연구기관 : 가천대학교
• 발행년도 : 20210400
• Keyword : 1. 방사선량;컴퓨터 단층촬영;듀얼 에너지 씨티;복부;방사선량 저하; 2. radiation dose;computed tomography;dual-energy CT;abdomen;radiation dose reduction;

-엽록체 전사체 조절 유전자 분리 및 발현 양상 분석 -유전자들의 엽록체 대사, 식물 생육 관련 기능 규명 -형질전환체 제작 및 식물 생육, 스트레스 내성 확인 -엽록체 전사체 조절 유전자 작용 기작 규명 (출처 : 요약서 3p)

• 연구책임자 : 강훈승
• 주관연구기관 : 전남대학교
• 발행년도 : 20210100
• Keyword : 1. 엽록체;RNA 대사;형질전환체;광합성;메틸화; 2. Chloroplast;RNA metabolism;Transgenic plant;Photosynthesis;Methylation;

□ 연구개요 - 희귀 동위원소 빔을 이용한 알파 입자 산란 실험 측정 결과를 이용, ¹⁸Ne+α 시스템을 직접 분석하였음. - ²²Mg 불안정 원자핵의 높은 에너지 영역대에 대한 에너지 레벨 정보를 제시하였음. - 향후 추가 연구를 통해 원자핵 내부의 알파 클러스터 구조 및 핵반응률 획득에 응용하고자 함. □ 연구 목표대비 연구결과 1차년도 연구 수행을 통해, 당해연도 연구목표를 모두 달성하였음. 연구결과는 아래와 같음. - thick target에서의 reaction vertex 역추적. - ¹⁸Ne(α,α)¹⁸Ne 의 미분 산란 단면적 획득. - ²²Mg 원자핵의 여기함수 획득. - SAMMY8 code를 이용하여 R-matrix 계산 수행. - 실험 데이터와의 fitting을 통해 ²²Mg 원자핵의 resonance parameter 획득. - ²²Mg 원자핵의 E_x > 13 MeV 영역에 대하여 최초로 에너지 레벨 정보를 제시. □ 연구개발결과의 중요성 - ¹⁸Ne+α 시스템의 직접 측정을 통한 ²²Mg 불안정 원자핵의 에너지 레벨 특성 연구를 진행함으로써 세계 최초로 ²²Mg 원자핵의 높은 에너지 영역대에 대한 에너지 레벨 정보를 제시하였음. - 본 연구에서 제시한 ²²Mg 원자핵의 에너지 레벨 정보를 이용하여 shell model calculation 및 다양한 알파 클러스터 모델과 같은 이론 계산에서 예측하는 에너지 레벨의 존재 여부를 규명할 뿐 아니라, 모델의 수정 및 보완하는 역할도 할 수 있을 것으로 판단됨. - 에너지 레벨 정보를 바탕으로 ¹⁸Ne(α,p)²¹Na 핵반응률의 upper limit을 제시하면, 추가 실험에 활용할 뿐 아니라 HCNO-cycle break out reaction에 대한 이해도를 높일 수 있음. (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 차수미
• 주관연구기관 : 성균관대학교
• 발행년도 : 20210200
• Keyword : 1. 핵천체물리;양성자과잉핵종;핵반응률;희귀동위원소;알파클러스터구조; 2. R-matrix;22Mg;

□ 연구개요 PCM/SiC 기반 열에너지 저장 및 방출 합성골재의 개발 ● 1차적으로 상변화물질을 활용 에이징 및 진공기법을 통한 함침골재의 개발 ● 2차적으로 상변화물질이 함침된 골재의 표면위에 실리콘 카바이드를 활용하여 표면에 코팅하여 열전도성을 향상시키면서 기계적인 성질이 향상된 합성골재의 개발 개발된 PCM/SiC 기반의 합성골재를 함유한 콘크리트의 열에너지 저장 성능 및 내구성, 기계적인 성능평가 ● 개발된 에너지 저장 및 방출 합성골재가 함유된 콘크리트 모의 부재 제작을 통한 외기온도에 따른 실내 온도 특성분석 (기후변화에 따른 에너지저장 및 방출) □ 연구 목표대비 연구결과 ■ 개발된 PCN/SiC 기반의 합성골재가 함유된 콘크리트의 압축강도 특성을 살펴보면 콘크리트는 구조재료로서 일정한 소요강도 요구되는 재료이다. 개발된 합성골재는 일반 골재에 비해 시멘트 페이스트와의 부착력이 떨어지고 강도가 약한 재료를 코팅했기 때문에 물리적인 성질은 감소된다. 결과를 보면 일반 골재가 함유된 공시체에 비해 개발골재가 함유된 공시체의 압축강도가 10~25% 이상 감소하는 경향을 나타냈다. 하지만 설계기준강도를 만족하는 결과를 나타냈기 때문에 건설재료 사용하기에는 적합하다는 결론을 도출하였다. ■ 실험결과 일반 콘크리트 보다 열에너지 저장 콘크리트가 온도를 평균 5℃ 낮추어 주는 것을 확인하였다. ■ 내부의 온도는 10℃ 이상 높으면서 외기로 배출되는 열기를 저장하고 있기 때문에 실내에는 온도가 5℃ 이상 낮은 결과를 보였다. ■ 따라서 개발된 열 에너지 저장골재를 콘크리트에 함유하게 되면 외부로부터 발생되는 온도를 저장하여 내부에 침투가 되는 온도를 줄여 여름철 실내를 보다 쾌적하게 유지할 수 있다는 결론을 도출하였다. □ 연구개발결과의 중요성 ■ 개발하고자 하는 골재의 주된 목적은 여름철 열 에너지를 저장해서 외기에 온도를 내부로 들어가는 것을 막고 온도를 낮추어주는 것을 목적으로 연구를 진행하였다. ■ 이를 통해 산정된 결과를 보면, 여름철 시즌에 평균적으로 5℃ 이상 온도를 낮출 수 있고, 에너지 소비량은 여름철 900~1,200kWh 이상 절약할 수 있다는 결론을 도출하였다. ● 연구개발을 통해 얻어진 결과로 정부에서 추진하는 제로에너지의 의무화 기술에 적합하다는 결론을 도출하였다. (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 김홍기
• 주관연구기관 : 한양대학교
• 발행년도 : 20210200
• Keyword : 상변화물질;열에너지 저장;제로에너지;실리콘 카바이드;

○ 해방풍의 발아, 수경재배 시스템, 환경조건, 전용양액 재배 포로토콜 확립 ○ 해방풍의 육묘 및 재배 시스템 제작 ○ 순환 배양액 살균기술 확립 및 살균시스템 최적화 ○ 인공지능을 활용한 해방풍의 생육 변화 예측 ○ 양액 내 개별 이온 균형 제어시스템, 양액 내 조성 변화 모니터링 기술 확보 ○ 센서 드리프트 보정이 가능한 이온 모니터링 알고리즘 제작 (출처 : 요약서 3p)

• 연구책임자 : 오명민
• 주관연구기관 : 충북대학교
• 발행년도 : 20210200
• Keyword : 1. 약용작물;식물공장;고부가가치;대량생산;환경조절; 2. Medicinal plant;Plant factory;High-value added;Mass production;Environment control;

[방사선의학임상연구] 1) 알파핵종 표적치료 2) 난치암 극복 방사선의학임상연구 - 과학기술특성화병원 기반 기초/임상연구 연계 육종 치료기술 개발 - 육종 치료 반응 예측 오가노이드 모델 구축 - 유방암 치료 타겟 바이오마커 발굴 - 난치성 폐암 치료의 새로운 타겟 및 바이오마커 발굴 - 환자유래 오가노이드-유전체-임상연계 통합시스템 개발 - 병리기반 방사선종양연구 - 정위방사선치료 정밀평가용 3차원선량계 개발 3) 바이오뱅크 운영사업 4) 임상시험 역량강화사업 5) 과학기술특성화병원 의무직 임상연구 활성화 사업 (출처 : 요약서 3p)

• 연구책임자 : 김동호
• 주관연구기관 : 한국원자력의학원
• 발행년도 : 20210200
• Keyword : 1. 방사선의학;임상시험;오가노이드;방사선치료;유방암;정밀의료;표적 항암제;유전체분석;조직자원;육종;바이오마커;알파핵종;방사선;바이오뱅크;인체자원;정밀의료;정도관리; 2. Radiology;Clinical Precision Medicine;Investigator-Initiated Trial;Clinical;Radiation;Biobank;Human biospecimen;Precision medicine;Quality control Research;Bio;

□ 연구개발목표 및 내용 ○ 최종 목표 ○ 미래 원자력 조사기술 개발 ○ 조사특성 측정 및 평가기술 고도화 ○ 중성자 이용 첨단소재 조사특성 원천 기반기술 연구 ○ 전체 내용 ○ 미래 원자력 조사기술 개발 - 저온(100℃ 이하) 및 고온(최대 1000℃) 조사기술 개발 - 장주기(15 주기 이상) 조사기술 개발 - 미래원자력 재료/핵연료 조사기술 개발 ○ 조사특성 측정 및 평가기술 고도화 - LVDT 제작 및 핵연료 계장캡슐 개발 - 열/고속 중성자 측정용 계장센서 개발 - 고속/열중성자 조사량 정밀평가 기술 개발 - 조사온도 정밀평가 기술 개선 ○ 중성자 이용 첨단소재 조사특성 원천 기반기술 연구 - 방사화 첨단소재 조사특성 평가용 시설 구축 - 중성자 조사 전/후 물성 변화 연구용 측정 시스템 구축 - 중성자 조사를 통한 첨단소재 원천기술 평가 ○ 1단계 □ 목표 및 내용 ■ 1차년도 (2013년) • 저온 및 고온조건 조사기술 개발 - 저온(<100℃) 조사시험 캡슐 설계/장치 제작 - 고온(700∼900℃) 조사시험 캡슐(13M-01K) 설계, 제작 - 고온시험용 캡슐(13M-01K) 노내 조사시험(∼933℃ 도달) • 고속 및 열중성자 조사량 정밀평가 및 장주기 조사기술 개발 - 고속중성자 조사량 평가 정밀도 개선 - 장주기 조사 요소기술 개발 • 핵연료/재료 조사특성 측정용 핵심 계장기기 기술 개발 - LVDT 개발 및 핵연료 계장 및 캡슐설계 - 핵연료 특성평가(온도, 압력, 길이) 기술 분석 • 중성자 이용 첨단소재 원천기술 개발 기반기술 연구 - 첨단소재 조사특성 평가 요소기술 검토 - 첨단소재 중성자 조사특성 평가 ■ 2차년도 (2014년) • 저온 및 고온조건 조사기술 개발 - 저온(<100℃) 조사기술 노내 검증 - 고온(<1000℃) 조사캡슐 설계 및 계장기술 개발 • 고속 및 열중성자 조사량 정밀평가 및 장주기 조사기술 개발 - 고속중성자 조사량 평가기술 검증 및 열중성자 조사량 평가 기술 개발 - 장주기 조사기술 개발용 장치 설계/제작/노내시험(8주기) • 핵연료/재료 조사특성 측정용 핵심 계장기기 기술개발 - LVDT 장착 핵연료 계장캡슐 조사시험 - 핵연료 특성평가(온도, 압력, 길이) 기술 분석 • 중성자 이용 첨단소재 원천기술 개발 기반기술 연구 - 첨단소재 조사특성 평가용 실험실 공간 확보 - 첨단소재 중성자 조사특성 평가 ○ 2단계 □목표 및 내용 ■ 1차년도 (2015년) • 고온조건 조사기술 개발 - 고온시험용 모컵캡슐(14M-08K) 및 고온용 FM 설계/평가/제작 • 장주기 조사기술 개발 - 장주기(15주기 이상) 조사용 캡슐 및 제어시스템 노외 건전성 평가 • 미래 원전 재료/핵연료 조사기술 개발 - SFR 핵연료 조사시험 캡슐 설계 • 핵연료/재료 조사특성 측정용 핵심 계장기기 기술개발 - 열/고속 중성자 측정 계장센서 설계/제작 • 고속/열중성자 조사량 및 조사온도 정밀평가 기술 개발 - 조사공에 따른 중성자 조사량 특성 평가 - 조사온도 해석 및 측정 이력 평가 • 중성자 이용 첨단소재 원천기술 개발 기반기술 연구 - 방사화 첨단소재 조사특성 평가용 실험실 기반시설 구축 - 중성자 조사 후 물성 변화 연구용 측정 시스템 구축 - 중성자 조사용 반도체/초전도체 재료 물성 평가 ■ 2차년도 (2016년) • 고온조건 조사기술 개발 - 고온용 브레이징 기술 보완 및 유도가열 브레이징 기술 개발 - 고온조사 시험용 캡슐(15M-03K) 제작 • 장주기 조사기술 개발 - 장주기 캡슐 15주기 노외건전성 평가 및 제어시스템 하나로검증 • 미래 원전 재료/핵연료 조사기술 개발 - 핵융합로 재료(ARAA) 조사시험을 위한 캡슐(16M-02K) 재제작 • 핵연료/재료 조사특성 측정용 핵심 계장기기 기술개발 - 열/고속 중성자 측정 계장센서 노외시험 및 성능평가 - 고온 조사시험용 LVDT 노외시험 및 성능평가 • 고속/열중성자 조사량 및 조사온도 정밀평가 기술 개발 - 연소노심을 반영한 조사시험 이력 평가 시스템 개발 - 조사온도 정밀 해석 프로그램 개발 • 중성자 이용 첨단소재 원천기술 개발 기반기술 연구 - 방사화 첨단소재 조사특성 평가용 장비 구축 - 조사시험용 반도체/초전도체/강유전체 등의 첨단소재 제조 - 전자빔 및 중성자원을 이용 산화물반도체/초전도체/강유전체 조사 - 조사량 및 어닐링에 따른 첨단소재 물성 측정/평가 ■ 3차년도 (2017년) • 고온조건 조사기술 개발 - 고온용 캡슐(16M-03K) 설계 제작 및 고온 내구성 시험 - 조사시험 온도(∼933℃) 평가 및 부품의 건전성 평가 - 고온용 FM 제작 및 성능 평가 • 장주기 조사기술 개발 - 장주기 (15주기, 5dpa) 조사기술 검증 및 활용 • 미래 원전 재료/핵연료 조사기술 개발 - 핵융합로 재료(ARAA) 조사시험 수행 • 핵연료/재료 조사특성 측정용 핵심 계장기기 기술개발 - 열/고속 중성자 측정 계장센서 노외시험 및 성능평가 • 고속/열중성자 조사량 및 조사온도 정밀평가 기술 개발 - 고속/열중성자 조사량 측정결과를 통한 평가결과 비교 - 캡슐 설계 변수에 따른 온도 측정 결과 평가 • 중성자 이용 첨단소재 원천기술 개발 기반기술 연구 - 조사시험용 반도체/초전도체/강유전체 등의 첨단소재 제조 - 고속중성자/전자빔 이용 산화물반도체/초전도체/강유전체 조사 실험 - 첨단소재 산업화를 위한 방사선 조사 기술 신규과제 도출 □ 연구개발성과 1. 저온 및 고온 조건 조사기술 개발 가. 저온(<100℃) 조사시험 캡슐설계/장치제작 - 저온 조사시험 노외검증용 캡슐(11M-19K) 설계/제작 - 저온 조사시험용 캡슐 노외 건전성 및 성능 시험/분석 - 저온 조사시험용 캡슐(11M-20K) 안전성 검토 및 평가 나. 저온(<100℃) 조사기술 노내 검증 - 저온 조사시험 노내검증용 캡슐(11M-20K) 하나로 조사시험 수행 (수출용연구로 핵심재료 조사특성 database 확보 지원) - 저온 조사시험용 캡슐 내 시편 온도 설계조건 만족 확인 (최대 56℃) - 저온 조사시험용 캡슐 및 계장기술의 조사후 건전성 최종확인 다. 고온(<1000℃) 조사시험 캡슐 설계/제작/시험 - 고온 조사시험용 캡슐 설계/제작(13M-01K, 15M-03K) - 고온 조사시험용 캡슐(13M-01K) 이용 하나로 노내 조사시험(∼933℃), 계장기기 부품의 건전성 확인 - 고온 시험용 캡슐 설계/제작(16M-03K), 노외시험 및 내구성, 건전성 평가(온도∼1,000℃) - Furnace 이용 고온 시험용 캡슐 고온 내구성 시험(∼1,000℃) - 조사시험과 고온시험 분리 결과 평가 라. 고온(<1000℃) 계장기술 개발 - 고온 브레이징 기술 개발용 캡슐(14M-08K) 설계 제작 - 고온용 브레이징 기술 보완 및 유도가열 브레이징 기술 개발 - 고온조사 캡슐(13M-01K) 이용 고온조사 온도 평가 및 부품 건전성 확인 - 고온시험용 캡슐(16M-03K) 이용 계장품 고온 내구성 시험 - 고온용 FM 제작 및 성능 평가 2. 장주기 조사기술 개발 가. 장주기 조사 요소기술 개발 - 노외시험용 모컵캡슐(11M-19K) 활용 노외건전성 평가 - 캡슐 하단부 손상 분석을 통한 설계 개선 - 캡슐 관련시스템(제어시스템, 안내관, Junction Box)의 안전성 평가 나. 장주기(8주기) 조사기술 개발 - 3 dpa 장주기(8주기) 조사시험용 캡슐(11M-21K) 설계/제작/노내 조사시험 - 캡슐 조사 후 건전성 평가 다. 장주기(15주기) 조사기술 개발 - 캡슐 하단부 구조 건전성 분석을 통한 설계 최적화, 특허 등록 - 5 dpa 장주기(15주기) 캡슐 제작/노외시험 완료 및 조사시험 승인 - 연구로 핵심재료 수명말기까지 조사특성 database 확보 - 장주기 캡슐/제어시스템 건전성 평가 및 조사시험 안전심의 통과 3. 미래 원전 재료/핵연료 조사기술 개발 가. 미래원전용 기술개발 및 하나로 이용활성화 방안 수립 - 미래원전 이용자 기술 수요 조사 및 하나로 수행방안 검토 - 미래원전용 고 dpa(초장주기) 조사기술 개발현황 및 기술조건 검토 - 국내외 하나로 이용자 요구 및 이용 활성화 방안 검토 : 심포지움, 조사시험 전문가 회의, 이용자 전문교육, 해외 이용자 기술협력 수행 나. 미래 원자력 시스템 재료/핵연료 조사시험 - 핵융합로용 재료(ARAA) 캡슐 설계/제작/조사시험 (14M-04K, 16M-02K) - SFR 핵연료 하나로 조사시험 캡슐 설계/제작 (15F-02K) 4. 핵연료/재료 조사특성 측정용 핵심 계장기기 기술 개발 가. LVDT 제작 및 핵연료 계장 및 캡슐설계 - 변위측정용 국산 LVDT 제작 및 특허 등록 - 압력측정용 국산 LVDT 제작 및 특허 등록 - MI Cable Stripping 장치 특허 등록 및 유상 기술이전 나. LVDT 장착 핵연료 계장캡슐 조사시험 - LVDT 및 핵연료 이종용접 기술개발 - 압력/변형용 LVDT 장착 핵연료봉 설계 제작 - LVDT 노외 성능평가를 위한 계장캡슐 설계, 제작 노외 조사시험 기술개발 다. 열/고속 중성자 측정 계장센서 설계/제작 - 열 중성자 측정 계장센서(고순도 CVD Diamond) 설계 및 특허 등록 - 고속 중성자 측정 계장센서 설계 및 제작(열 중성자 변환 박막 포함) 라. 열/고속 중성자 측정 계장센서 노외시험 및 성능평가 - 고온 특성 시험 및 중성자 조사시험 (중성자발생장치, Cf²⁵²) - 열/고속 중성자 측정 계장센서 노외시험 - 열/고속 중성자 노외 측정시험 및 SPND 비교 데이터 분석 - 열/고속 중성자 검출기 특허 등록 (3건) 및 유상 기술이전 완료 - 열/고속 중성자 측정 계장센서 노내시험 준비 완료 5. 고속/열중성자 조사량 및 조사온도 정밀평가 기술 개발 가. 고속중성자 조사량 평가 정밀도 개선 - Fluence Monitor (F/M) 설계/제작/측정 및 조사량 평가 - 조사시험을 위한 다양한 운전변수 조건에서의 고속중성자속 해석 - F/M 이용 고속중성자 조사량 측정기술 신뢰도 개선방안 제시 나. 고속중성자 조사량 평가기술 검증 및 열중성자 조사량 평가 기술 개발 - 고속 및 열중성자 조사량 정밀 평가를 위한 해석 방법 개발 - 조사공별 고속중성자속 특성 및 정밀도 평가 다. 고속/열중성자 조사량 평가기술 개선 - 하나로 연소노심 모델을 반영한 MCNP 기반 해석 방법 개발 - 고속 및 열중성자 조사량 평가기술 확립 라. 조사온도 정밀평가 기술 개발 - 조사온도 해석 기술 개선 - 캡슐 설계에 따른 조사온도 평가 6. 중성자 이용 첨단소재 원천기술 개발 기반기술 연구 가. 중성자 이용 첨단소재 원천기술 개발 기반 구축 - 첨단소재 조사특성 평가를 위한 하나로 이용현황/시설/장비 관련 기반기술 검토 및 개선안 마련 - 방사화 시편 전용 물성측정 실험실 확보 및 기본시설 구축 - 조사 후 물성 변화 연구용 측정 시스템 구축 ; 온도-저항 시스템, 온도가변형 (80-773 K) Hall effect 측정 시스템, 4 point probe 시스템, 반도체 파라미터 분석기 등 나. 중성자 이용 첨단소재 원천기술 개발 기반기술 연구 - 첨단 소재[반도체(Si, Ge, InGaZnO, ZnSnO, ZnO), 초전도체(MgB₂, YBCO), 강유전체(P(VDF-TrFE))] 제조/특성 분석 - 중성자/전자빔/이온빔 등 조사 이용 첨단소재 특성 분석/평가/유수의 논문게재 (40여편) - 첨단소재 조사특성 분석/평가를 통한 물성향상 데이터 확보 - 초전도 소재 산업화를 위한 방사선 조사 기술 신규과제 도출 □ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 본 과제를 통해 개발되고 있는 기술을 포함하여 하나로 캡슐 조사시험 기술은 2021년 현재 30개 이상의 국가 주요 원자력 기술개발 과제들에서 필요한 조사시험 수행을 협의하고 있는 등 아래와 같이 상용로, 연구로, 미래원자로 등 ‘국가 주요 원자력 기술개발’에 매우 중요하게 활용되었거나 향후 활용될 예정이다. - 상용로 기술개선 (원자로 압력용기용 저합금강 개발 (KAERI)) - 상용 핵연로 기술개선 (사고저항성 강화 핵연료 피복관 (KAERI), 사고 저항성 강화 UN 핵연료 (RITS, 스웨덴), 하이브리드 핵연료 (KAERI), 경수로 핵연료 피복관 재료 database (대학 연합), Th-based 핵연료 (KAERI), 사용후 핵연료 피복관 건식저장 특성연구(KAERI), 3-D Printing 핵연료 집합체 연구 (KAERI)) - 미래형원자로 (VHTR) 기술개발 (노내 구조재료 개발 (KAERI), TRISO 핵연료 개발(KAERI), 수지 계통 재료 평가 (KAERI), SiC 복합체 평가 (KAERI)) - 미래형원자로 (SFR) 기술개발 (U-Zr-X 핵연료 개발 (KAERI), ODS 구조재 개발 (KAERI)) - 미래형원자로 (MSR) 기술개발 (LiF-ThF-Actinide Fuel in LiF/KF/NaF (SEABORG, 덴마크)) - 핵융합로 기술개발 (ARAA 재료 및 용접부 조사평가 (KAERI/KIMS), Li Oxide/Be alloys 연구 (QST, 일본)) - 연구로 기술개발 (U-Mo 신형 핵연료 개발 (KAERI), 노심재료(Be 코팅, KAERI), U₃Si₂ 핵연료 개발 (KAERI/ANSTO)) - 계장기기 기술개발 (상용로용 장수명 SPND 국산화 개발 (한수원 중앙연구소),열/고속 중성자 검출기 개발 ((주)다성기술), ENFMS 개발 (유저스(주)), Piezoelectric sensor (Ca/Na/Nb-O, KAERI)) - 동위원소 기술개발 (Fission Mo 기술 개발 (KAERI), Long-Term Fission C Target (KAERI)) - 동력로용 핵연료/제어봉 기술개발 (KAERI) - 첨단 소재 조사특성 기초연구 (반도체 (Si, Ge, SiC, ZnSnO), 초전도체, 강유전체 조사시험 (KAERI)) - 기타 기술개발 (상용로용 몰타르 조사특성 평가 (연세대, KAERI)) ○ 기대효과 - 미래형 원자로 개발에 필수적인 미래형 재료/핵연료 조사특성 설계자료 생산을 위한 조사시험 기술을 개발하여 향후 미래원자력시스템 실용화에 기여 - 조사특성 측정 및 평가기술 고도화를 이루어 재료/핵연료 조사 취화특성 자료생산을 통해 국내 가동 원전의 안전성 향상, 계속운전 및 원자력 수출(상용로, 연구로)에 기여 - 중성자 조사를 통한 첨단 소재 성능향상 원천기술 확보를 위한 기반을 마련함으로써 첨단소재 분야에서 세계적 경쟁력 확보 및 미래창조 산업 창출 기반 마련 (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 전병혁
• 주관연구기관 : 한국원자력연구원
• 발행년도 : 20210400
• Keyword : 1. 중성자 조사기술 고도화;미래형 원자로 조사기술;조사특성 측정 및 평가기술;첨단소재 조사기술; 2. Improvement of neutron irradiation technology;Irradiation technology of future nuclear energy;Measurement and evaluation technology for irradiation characteristic;Irradiation technology of advanced materials;

본 SFR 연구개발 사업관리 (단위)과제는 사업운영과 기술관리로 나뉜다. 사업운영 업무는 크게 사업운영(사업예산 평가·확보, 사업과제 협약·정산, 사업과제 발굴, 운영위원회 운영·관리, ANL 공동설계, 연구원과 공조), 정책개발 (국가 에너지 믹스, 사용후핵연료 법제화, 미래원자력 장기전략, SFR도입 시나리오 및 편익분석, 파이로 및 TRU 연계), 중장기 계획 수립 (장기 미래원자력 로드맵, 원자력 진흥종합계획), 대외홍보 (홍보자료 제작·배포, 기술전시회 참가, 홈페이지 관리) 등의 주요 업무로 구성되어 있다. 기술관리 업무는 크게 인허가 지원 (인허가 추진전략 수립, 인허가 문서관리, 규제기관과 협력 등), 기술관리(품질보증, 사업공정관리, NSSS-BOP 연계관리, 설계문서 관리 등), 기술기획 (사업과제 실적ㆍ계획 평가, 사업과제 기획 등), 국내ㆍ외 협력 (ANL 공동설계, 국제협력, 국외 전문가자문회의 운영, 국내 전문가 자문회의 운영 등)의 4가지 주요 업무로 구성된다. (출처 : 서지정보양식 70p)

• 연구책임자 : 이동욱
• 주관연구기관 : 한국원자력연구원
• 발행년도 : 20210300
• Keyword : 1. 소듐냉각고속로;원형로;사업운영;정책개발;사용후핵연료 법제화;중장기계획 수립;미래원자력 로드맵;파이로 연계;대외홍보;설계인가;안전성분석보고서;금속핵연료;사용후핵연료;재순환 핵연료;특정기술주제 보고서;인허가;SFR 기술 인증;고속로 연구개발 DB; 2. SFR;prototype reactor;policy development;project planning;pyroprocessing and TRU;public relations;specific design;sodium cooled fast reactor;design criteria;progress control;quality control;quality assurance;database;Topical Report;Licensing Support;SFR Technology Qualification;Fast Reactor R&D Database;