ㅇ 한미 공동 파이로 연계 선진핵연료주기 경제성 평가 수행 ㅇ 핵연료주기 분석 및 경제성 평가 모델 개발 ㅇ 핵연료별 파이로 공정 기준물질수지 도출 및 폐기물 특성평가 수행 (출처 : 보고서 요약서 3p)

• 연구책임자 : 남효온
• 주관연구기관 : 한국원자력연구원
• 발행년도 : 20210100
• Keyword : 1. 파이로;핵연료주기;경제성;공동연구; 2. Pyroprocessing;Nuclear Fuel Cycle;Economics;Joint Study;

□ 연구개요 이 연구는 전사 활성에 의한 유전체불안정성이 증가되는 현상을 기작적으로 이해하는려는 노력임. 최근 Topoisomerase IIβ (TOP2B)의 효소기작이 스트레스에 의해 발현되는 다양한 유전자들의 (이후: 스트레스 유전자) 전사 활성과 더불어 요구되는 것이 알려지게 됨. 따라서 인간의 세포내에서 전사 활성에 동반하는 TOP2B의 활성 및 DNA와의 결합을 조절하는 기작을 밝히기 위해 노력했음. □ 연구 목표대비 연구결과 본 연구를 통하여 우리는 TOP2B ubiquitination을 확인하고 BRCA1-BARD1-TOP2B 상호작용의 기능적 분석을 목표하였음. 세부적으로 1. His-tagged 재조합 단백질을 클로닝하고 세균에서 발현, 정제하기를 계획하였었음. 우리는 BARD1과 TOP2B, 또한 BRCA1 단백질 및 BRCA1 S1524A, S1524D 돌연변이를 정제할 수 있었음. 2. TOP2B C-terminal domain truncated protein 정제할 수 있었음. 3. 가장 중요한 목표로서 우리는 in vitro ubiquitination 실험을 통하여 BRCA1-BARD1 결합체가 TOP2B를 ubiquitination 하는지, 또한 어떤 부분에 ubiquitination이 일어나는지를 밝히기를 목표하였었음. 이 연구 기간을 통하여 우리는 BRCA1-BARD1 결합체가 TOP2B를 ubiquitination하는 것을 보일 수 있었음. 특히 TOP2B 1-566 amino acids에서 ubiquitination이 일어나는 것을 확인할 수 있었음. 하지만 C-terminal domain을 cloning 하는 것을 실패하여 이 부분에도 ubiquitination이 일어나는 지에 대한 검증까지 하지는 못했음. 흥미있게도 BRCA1 S1524A이 WT이나 S1524D보다 월등한 TOP2B ubiquitination을 매개하는 것을 증명할 수 있었음. 4. 우리는 BRCA1 S1524 인산화가 TOP2B의 유전자 부착과 TOP2B ubiquitination에 어떤 영향을 주는 지는 HEK293 세포에서 Immobilized template assay 와 Western blot 등의 방법으로 확인하고자 하였음. 이에 따라 정제된 WT, S1524A, S1524D 돌연변이와 HeLa nuclear extracts, EGR1 유전자 DNA를 가지고 실험함에 의해서 S1524A를 첨가하였을 때 TOP2B의 EGR1 부착이 가장 증가함을 보일 수 있었음. 이 결과는 S1524A 돌연변이가 TOP2B ubiquitination을 활성화시키는 것과 연관시켰을 때 TOP2B ubiquitination이 DNA에 부착을 증가시킨다는 것을 제시할 수 있음. 또한 Caffeine과 ATM 등의 화학적 저해제를 사용하였을 때 BRCA1의 인산화가 저해되는 것을 보였음. 하지만 BRCA1 인산화와 TOP2B DNA 부착사이의 직접적인 결과를 확인하지 못하였고 아직 시도하는 중임. □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) 본 연구를 통하여 다양한 스트레스에 의해 유도되는 유전자들의 전사 활성에 동반하는 TOP2B에 의한 DNA 절단이 복구되는 기작을 이해하는 중요한 요소들을 제공하게 되었음. 우리는 선행 연구에서 BRCA1의 활성화 (인산화)가 대표적인 스트레스 유전자인 EGR1, JUN, FOS, MYC 등의 유전자들에서 일어나며, BARD1-TOP2B 상호작용이 BRCA1 인산화에 의해 조절된다는 것을 발견함, 결국, BRCA1-BARD1이 TOP2B의 EGR1 프로모터 부착을 조절하는 것으로 보였는데, 본 연구를 통하여 BRCA1-BARD1이 TOP2B에 의한 E3 ligase이며 TOP2B DNA 부착에 조절을 한다는 것을 밝힘. 이러한 이해는 전사의 조절, 나아가 유전자 발현의 조절과 전사와 동반된 유전체 불안정성을 이해하는데 중요할 것으로 생각됨. 본 연구실에서 최초로 발견된 전사효소 프로모터 부위 멈춤 풀림에 동반한 TOP2B에 기인한 DNA 절단과 복구 시그널링을 계속적으로 이해하여 이 분야를 선도하는 꼭 필요하고 중요한 연구로 더 발전시켜 나갈 수 있을 것이라 여겨짐. (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 번치 희연
• 주관연구기관 : 경북대학교
• 발행년도 : 20210600
• Keyword : 1. 전사조절;유전자발현;전사와 동반된 유전체불안정성; 2. Transcriptional regulation;Gene regulation;Topoisomerase IIb;Transcription-co upled genomic instability;BRCA1-BARD1;

3D 프린팅 기술을 원전 부품제작에 아용하기 위해서는 제조한 소재의 건전성 및 원전환경 적용성 평가가 선행되어야 한다. 본 연구는 원자력 부품소재 가운데 널리 사용되는 스테인리스강 및 코발트 합금을 3D 프린팅 장치로 제작하고, 그 소재의 미세조직 및 기계적 물성을 평가하였다. 원자로 제어봉의 동작을 안내하는 가이드 카드의 주요 소재인 스테인리스강 304L 및 제어봉구동장치 부품소재인 코발트 합금을 대상으로 생산한 물성자료 가운데 중요한 결과를 다음과 같이 요약한다. • 두 가지 3D 금속 프린팅 (PBF, DED) 방식으로 제작한 스테인리스강 304L 특성을 비교·평가하여, DED 방식으로 제작한 소재의 우수한 기계적 물성(인장 및 내마모)과 조사 저항성(내방사선)을 확인하였다. • 3D 프린팅 소재에서 발생하는 균열 및 공극의 최소화를 위하여 프린팅 공정 조건의 최적화를 수행하였으며 결함을 제거하는 방법으로 후처리 가공기술도 평가하였다. PBF 방식의 프린팅 장치를 이용하여 축소된 노심부품 (가이드카드) 시제품을 제작하였다. • 대상소재(스테인리스강 304L 및 Haynes 25)는 제어봉구동장치와 관련된 소재로 마모 특성이 중요하다. 부품 적합성 평가에 활용할 목적으로 ASTM 기술기준에 따른 Pin-on-disk 마모시험을 수행하여 3D 프린팅 제작 소재의 우수한 내마모 특성을 확인하였다. • 3D 프린팅 소재의 원전 적용을 위해서는 방사선 조사시험으로 소재의 손상거동 평가가 필수적이다. 본 연구에서는 호주 ANSTO 기관과 공동으로 헬륨 이온조사 시험을 수행하여 조사특성 평가자료를 생산하였다. 특히 이온조사 시편의 얇은 손상층에서 미소시험편을 정밀 가공하여 기계적 특성을 평가하였다. (출처 : 서지정보양식 - 초록 89p)

• 연구책임자 : 권준현
• 주관연구기관 : 한국원자력연구원
• 발행년도 : 20210200
• Keyword : 1. 3D 프린팅;후처리;내마모;내방사선;조사시험;제어봉구동장치;가이드카드; 2. 3D printing;post-processing;wear-resistance;radiation-resistance;irradiation test;control-rod drive mechanism;guide card;

- 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;

본 과제는 KAERI nTOF용 초전도 전자가속기 정상화를 위하여, 전자총 수리 완료 및 2 MeV 상전도 전자가속기 최적화 통한 2 MeV - 292.3 ㎂ 전자빔 발생성공 , 노후 제어시스템의 EPICS 업그레이드, 전자빔 가속 효율 및 빔 안정성 향상을 위한 빔라인 재배치 및 고주파피드백시스템 제작 및 성능점검, 제어/전원용 케이블 및 PC 제어스시템 교체 및 업그레이드 등 1단계에 계획한 모든 연구 내용들을 달성하였다. 또한, 20 MeV 초전도 전자가속기 정상화 연구 결과, 2009년 화재 사고 이후 헬륨 공급이 중단된 초전도 가속관이 동작 가능함을 확인하였으며, 더불어 초전도 가속기용 고주파 발생장치인 RFG 1, 2의 안정적인 고주파 출력이 발생함을 확인함으로써, 액체헬륨냉각장치 수리 시 20 MeV 전자빔을 이용한 nTOF 시설 정상화가 완료될 수 있음을 검증하였다. 본 주요사업을 통해 차세대 방사광가속기를 구성하는 저장링, 부스터링, 3rd Harmonic Cavity, 입사기 등 핵심장비에 대한 설계 연구와 빔불안정성 연구를 진행하는 등 지속적인 기본설계 종합연구를 진행하였으며, 관련 결과를 방사광가속기 구축을 위한 예타기획에 활용되는 등 꾸준히 연구를 진행하고 있으며, 이를 통해 4세대 다목적 방사광가속기 구축 연구는 2019 년~2020년을 거쳐 충북도 및 전남도 방사광가속기 유치 및 방사광가속기 구축 기본설계에 중요자료로 반영되었으며, 내년부터 시작되는 공학설계 및 테스트 시설 구축에 연속적으로 참여하여 과제 수주 및 연구성과 도출을 계속적으로 수행해나갈 것으로 기대한다. (출처 : 서지정보양식 127p)

• 연구책임자 : 김유종
• 주관연구기관 : 한국원자력연구원
• 발행년도 : 20210100
• Keyword : 1. 전자;가속기;방사광;응용; 2. Electron;Accelerator;Synchrotron;Application;

하나로에서 조사(照射)된 각종 핵연료 및 구조재료와 상용원자로에서 운전된 구조재의 핫셀시험을 하기 위한 공동이용 시험시설인 조사재시험시설을 운영하면서, 본 단계(2018년~2020년) 동안에 24개 과제 2,376건의 핫셀시험을 지원하였다. 또 시설의 안전운전을 위하여 운전설비의 정기/예방점검을 년간 1,665회 실시하였으며 노후시설 및 설비를 보수하여 시설설비의 가동률을 99% 이상 달성하였다. 그리고 자체적으로 14건의 시험기술 및 장비를 개발하였으며, 운전요원의 자질향상을 위한 지속적으로 외부교육을 실시하였으며 신규고객의 발굴을 위한 이용자 협의회도 개최하였다. 주요성과로는 월성 2호기 압력관 감시시험 기술수출사업을 수행하였으며, 정량적인 성과물로는 SCI 논문게재 6건, 학술대회 논문발표 21건 및 38건의 핫셀시험 보고서 및 도면을 생산하였다. 향후 국내 원자력산학연의 연구개발 사업에서 요구되는 각종 개발 핵연료 및 구조재료의 조사후시험, 상용원전 구조재의 운전 안전성 검증시험 등을 차질없이 수행할 수 있도록 각종 핫셀시험 장비 및 기술의 개발, 시설 유지보수 활동 등을 꾸준히 이어갈 계획이다. 본 보고서의 제 1장에서는 년차별 성과목표 달성도를 기술하였으며, 제2장에서는 조사재시험시설의 본연의 기능인 년차별 연구개발 내용 및 결과를 기술하였는데 원자력 구조재 및 하나로조사 핵연료에 대한 감시시험 등 각종 시험지원 결과들이 포함하였고, 월성2호기 감시시험 등 기술개발도 기술하였다. 또 시설이용자들을 위한 지원내용 및 만족도향상 활동도 기술하였다. 제3장에서는 자체적으로 선정한 년차별로 우수 연구성과를 기술하였으며, 제4장에서는 단계 동안에 창출한 연구성과 및 활용실적을 요약하여 기술하였다. (출처 : 서지정보양식 115p)

• 연구책임자 : 진영관
• 주관연구기관 : 한국원자력연구원
• 발행년도 : 20210100
• Keyword : 1. 조사재시험시설;핫셀;핫셀시험;조사후시험;조사핵연료;조사재료;원자력시설;압력관 감시시험; 2. IMEF;Hot cell;Examination;PIE;Irradiated fuel;Irradiated material;Nuclear facility;Pressure tube;Surveillance examination;

본 과제의 목표는 국제 다자간 핵비확산 체제 및 양자간 원자력협력 대응전략을 개발하고, 국내외 원자력 주요 현안 및 해결을 위한 대응전략 제시 및 주요국 원자력 정책 분석 및 국내 전파하는 것임. 구체적으로 △ 다자간 국제 핵비확산 체제 및 국제기구/협의체 대응전략 개발, △ 양자간 원자력협력(대미) 대응전략개발, △ 원자력 기술개발의 원활한 추진을 위한 국제 제약요인 극복방안 제시, △ 주요국의 원자력 정책분석, △ 북한 핵문제 동향 분석 및 관련 기술역량 기반 구축 등을 수행함. 이러한 활동의 결과로서, △ NPT 탈퇴국가에 대한 항구적 안전조치 평가 연구 수행 및 작업문서 개발을 수행하여 2020 NPT 평가회의에서 우리나라 주도의 핵비확산 논의 창구 마련하였고, △ 한미 원자력 협력의 현재까지 진행을 분석하고 미래 협력 방향을 도출한 종합 자료 생산 및 한미 협력 현안 타개를 위한 한미의 전략적 파트너십 구축전략을 수립하여 한미간 협력 추진 및 현안 해결의 전략자료 제공하였으며, △ 과기부-K.A.CARE 간 포괄적 협력 MOU 체결 및 연구원-K.A.CARE 협약 체결을 통한 한-사우디 원자력공동연구센터 설립을 통한, 한-사우디 원자력 협력의 지속성 부여 등의 성과를 달성하였음. (출처 : 서지정보양식 111p)

• 연구책임자 : 류재수
• 주관연구기관 : 한국원자력연구원
• 발행년도 : 20210100
• Keyword : 1. 원자력 국제협력;국제 핵비확산 체제;양자 원자력 협력;국제 제약요인 극복방안 도출;주요국 원자력 정책 분석;북한 핵문제; 2. International cooperation for peaceful uses of nuclear energy;Multilateral nuclear non-proliferation regime;Bilateral nuclear cooperation;Measures to overcome international constraints;Analysis of nuclear policy and trend in major countries;DPRK’s nuclear issues;

※ 연구개발 목표 및 내용 □ 최종 목표 원자력, 이차전지 산업 분야에 필요한 고부가가치 기능성 금속용 레이저 표면개질 기술 개발 □ 전체 내용 ○ 나노초 펄스 레이저 표면개질을 위한 레이저 가공시스템 구축 ○ 나노초 펄스 레이저 표면개질 기술을 이용한 금속 표면의 특성변화 연구 ○ 금속의 친수성(Hydrophilicity) 및 소수성(Hydrophobicity) 강화 방법 연구 ○ 금속(지르코늄)의 임계열유속(Critical Heat Flux, CHF) 개선 방법 연구 ○ 접촉각 90° 이상 ○ 임계열유속 10% 개선 ※ 연구개발성과 (1) 정성적 연구개발 성과 ○ 나노초 펄스 레이저 표면개질을 위한 피닝 및 패터닝 가공 시스템 구축 ■ 레이저 광원 ~ 가공 헤드 까지의 빔 전송 광학계 설계 및 개발 ■ 빔 성형 및 전송을 위한 레이저 가공 헤드 설계 및 개발 ■ 레이저 가공 스캐닝 및 제어 시스템 개발 ○ 나노초 펄스 레이저 표면개질기술을 이용한 금속(지르코늄) 표면의 친수성 (Hydrophilicity) 및 소수성(Hydrophobicity) 강화 방법 ■ 금속(지르코늄)의레이저피닝 가공 및 표면 특성 ■ 금속(지르코늄)의 레이저패터닝 가공 및 표면 특성 ○ 금속(지르코늄)의 임계열유속(Critical Heat Flux,CHF) 개선 방법 ■ 금속(지르코늄)의 표면 특성 및 CHF 개선을 위한 가공변수 확립 (2) 정량적 연구개발성과 ○ 학술/과학기술성과 ■ 전문학술지 논문게재(SCI 2건) - Applied optics, 58(9), 2429-2437 - Applied Sciences, 9(12), 2396 ■ 지식재산권 - 특허출원(출원번호: 10-2020-0011913, 2020년) ■ 학술대회 논문발표실적(6건) - Optics and Photonics congress 2018 (2018) 2건 - 대한용접접합학회 춘계 학술발표대회(2021) 2건 ○ 인력양성 ■ 학위 배출인력(박사 4명, 석사 1명) ○ 국제협력 ■ 국내외 과학자 교류(해외파견 1명) (HiLASE, 체코) ※ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 본 과제의 연구개발성과를 원자력, 이차전지 산업 분야에 필요한 고부가가치 기능성 금속용 레이저 표면개질 기술에 적용할 수 있을 것으로 판단됨 (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 유태준
• 주관연구기관 : 한동대학교
• 발행년도 : 20210600
• Keyword : 1. 레이저 표면개질;친수성;소수성;임계열유속; 2. laser surface modification;Hydrophilicity;Hydrophobicity;Critical Heat Flux;

□ 연구개요 - 본 연구는 말초혈관계 질환에 대한 영상 바이오마커 개발과 정량분석 프로그램을 구축하여 상지 말초혈관질환에 적용하는 것을 목표로 하였음 - 해당 목표를 달성하기 위해 동물연구, 프로그램 개발, 임상적용연구를 계획하였으며 모든 연구를 실시하였음 - 결론적으로 제안했던 영상 바이오마커와 정량분석 프로그램은 성공적으로 개발되었음 □ 연구 목표대비 연구결과 1) 동물연구를 통한 혈류량/혈관반응성 평가의 방법론 연구 - 하지허혈 동물모델을 구축하고 핵의학 영상을 통해 하지허혈 발현 여부를 확인하였음 - 핵의학 영상을 통해 미세혈관 혈류량을 축정 할 수 있다는 것을 확인하였음 2) 냉온열 온도자극 (cyclic thermal stimulation)을 적용한 혈류량/혈관반응성 평가 기반 구축 - 임상에서 청색증을 판별하는 ‘레이노드 스캔’의 방법을 응용하여 혈류량/혈관반응성을 평가하기 위한 검사법 구축하였음 - 온도에 대한 반응성을 확인하기 위해 냉온열을 주기적이고 반복적으로 생여 환자에게 전달할 수 있는 의료기기를 사용하였음 - 또한, 핵의학 영상을 반자동으로 분석하여 정량값을 산출 할 수 있는 프로그램을 개발하였음 3) 냉온열 온도자극 임상적용 연구 - 뇌졸중 환자에 냉온열 온도자극을 적용하여 임상적 유효성을 확인하였음 - 총 69명의 환자를 선정하였으며 평가법이 유효하다는 결과를 확보하였음 - 개발 된 프로그램을 활용하여 데이터를 분석하였으며 기존 방법에 비해 약 6배 빠르게 정량분석이 가능하였음 □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) - 본 연구에서 제시하고 적용하였던 냉온열 반복자극은 아직까지 일반화 된 기술이 아니기 때문에 임상에서 적용을 하려면 비급여 적용을 해야 함 - 하지만, 비급여로 적용될 경우 환자의 의료비 부담으로 이어질 수 있음 - 따라서 환자의 의료비 부담 감소를 위해 건강보험 심사평가원으로부터 급여코드를 받아야 함 - 급여코드를 받기 위해서는 임상데이터가 필요하기 때문에 본 연구에서 확보한 임상 데이터를 활용하여 급여코드 발급에 활용하려 함 - 또한, 본 연구결과를 바탕으로 신의료기술 평가를 신청해 새로운 기술로 인정받아서 더 많은 분야에 적용할 수 있도록 할 계획임 (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 정환정
• 주관연구기관 : 전북대학교
• 발행년도 : 20210600
• Keyword : 1. 영상바이오마커;정량분석;핵의학;말초혈관질환;냉온열 온도자극; 2. Image biomaker;Quantitative analysis;Nuclear medicine;Peripheral vascular disease;Cyclic thermal stimulation;

공학적방벽 복합거동 검증기술 개발을 위해 수행한 주요 연구 결과는 다음과 같다. • KURT 기반 공학적방벽 열-수리-역학 복합거동특성 규명 현장시험(In-DEBS)으로부터 국내 결정질암반에서의 THM 측정자료 DB를 구축하고 중장기적 운영 기반을 마련하였다. • 처분시스템 성능 현장 검증 및 모델 구축에 필요한 공학적방벽 완충재의 복합물성 평가 기반을 구축하였다. • 공학적방벽 완충재로써의 국내산 Ca-벤토나이트 블록의 복합물성 특성을 규명하고 이들의 열-수리 상관관계 모델을 제시하였다. • 공학적방벽-근계암반의 역학적 거동 평가기술을 개발하였으며 역학적 거동과 손상도의 상관관계를 규명하였다. • 공학적방벽 THM 복합거동 진화모델 및 기체압력을 고려한 HM 해석 모델을 개발하였다. • 국제공동연구를 통해 개발한 공학적방벽 THM 복합거동 해석 모델과 기체압력을 고려한 HM 해석 모델의 현장 적용성을 검증하였다. • 공학적방벽 THM 복합거동 해석 모델에 공학규모 EBS 현장 시험(In-DEBS) DB를 입력자료로 이용하여 KURT 기반 처분시스템 THM 복합거동을 평가하였다. • 처분환경 진화과정에서 예상되는 처분시스템 근계영역에서의 처분공 간 THM 복합거동 간섭현상을 시험하기 위한 다중 처분공 간섭현상 현장시험(In-DEBS-M) 개념을 개발하고 개념 설계(안)을 제시하였다. (출처 : 서지정보양식 464p)

• 연구책임자 : 김건영
• 주관연구기관 : 한국원자력연구원
• 발행년도 : 20210100
• Keyword : 1. 처분시스템;심층처분;지하연구시설;공학적방벽;열-수리-역학 복합거동;THM 진화 모델;완충재;벤토나이트;지하처분연구시설;열-수리-역학적 거동;성능 검증; 2. Repository system;Deep geological disposal;URL;Engineered barrier;THM coupled behavior;THM evolution model;Buffer;Bentonite;In-DEBS;KURT;KAERI underground research facility(KURT);Thermal-Hydrological-Me chanical coupled behavior;Performance verification;