- 본 연구과제의 주요 취지는 우리나라 원자력 기술의 국제협력 활성화를 통하여 기술을 홍보하고 전문가의 네트워크를 강화함으로서 향후 기술수출, 전문가의 해외 진출 등에 간접 기여 하고자 함에 있음. - 본 연구과제를 통하여 2018년 5건, 2019년 4건, 2020년 1건 등 총 10건의 국제회의개최를 지원하였으며 일부 회의는 직접 참여 하여 회의 추진 내용을 모니터링 함. - 주요성과로는 RCA 회원국을 대상으로 한 국내 핵의학 기술 홍보, IAEA 회원국을 대상으로 한 국내 SMR 기술 홍보, IAEA Quanum 워크숍 유치를 통한 핵의학 진료 기술 홍보 등이 있음 (출처 : 보고서 요약서 3p)

• 연구책임자 : 정홍화
• 주관연구기관 : 한국원자력협력재단
• 발행년도 : 20210100
• Keyword : 1. 국제협력;국제회의;국제원자력기구;네트워크;해외진출; 2. International Cooperation;International Conference;IAEA;Network;Overseas Expansion;

□ 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;

□ 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;

□ 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;

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;

본 연구사업의 주목표는 두가지로 영상장비 기반 연구지원과 가속기를 활용하는 연구지원이다. 첫번째로, 다중-다기능 융합PET/MRI영상 이용 연구의 활성화에 필요한 최신 융합 PET장비 도입과 신개발 다기능 방사성 추적자를 이용한 융합분자영상 기초 및 임상 응용기술 개발 / 신규 방사성 분자영상의약품 개발 및 평가 및 임상적용 연구 활성화 지원이란 목표를 가지고 표준화된 성능평가 및 QC 프로토콜, 영상 획득 프로토콜, 정량화 기법, 다중 영상 정합 기법 등의 개발 및 국내 등의 개발과 국내 보급을 통한 국내 PET/CT영상의 유용성 향상에 기여와 융합 PET (PET/CT 및 PET/MRI)의 다중-다기능 영상의 정량분석을 위한 영상의 융합 처리/분석기술의 개발과 평가, 방사성 동위원소를 이용한 진단능의 향상과 치료반응의 효과적 평가를 위한 영상분석기술 개발 및 임상적용 그리고 관련 연구개발 사업의 연구성과인 신개발 PET용 방사성의약품 및 융합 다중-다기능 영상용 의약품의 임상적용 및 유용성 평가 연구 수행 및 지원을 하였다. 두 번째로, MC50 사이클로트론을 통한 이용 연구자들의 시설 활용지원은 통계에 따르면 총 17개 기관 41개의 연구를 지원하였다. 가속기 가동시간은 총 950시간이며 내부 이용자 지원건수는 60건이고 외부 이용자 지원건수는 지원건수는 170건(내부이용: 54건, 외부이용: 116건)로 총 230건을 기록하였다. MC50 사이클로트론 관련 메인 수냉 펌프 시스템 업그레이드, Circular coil 마그넷 전원공급장치 교체, Low level RF 시스템 AD 보드 성능 개선, PLC system 업그레이드(PLC와 EPICS간 통신 구현, 차폐도어 데이터 통신 부분 업그레이드), 빔 라인 (Pump group 5) 진공 시스템 업그레이드 등의 인프라 강화를 하는 등 MC50 사이클로트론의 안정적 운영을 통해 당해연도 목표치인 장비가동률 90%를 상회하는 97.4%의 가동률을 달성하였다. 신규 의료용 RI 생산 지원을 위한 중양성자 빔 인출관련 내부 파트의 개조 및 빔 조사 조건 최적화를 통한 중양성자 빔 성능 향상을 위해 에너지별 Ion source와 Dee tip2 간격 별 중양성자 빔 테스트 및 최적화, 중양성자 빔 용 가스 시스템 유지보수 및 교체를 통해 목표치 중양성자 빔 인출량 16 ㎂로 목표치 15 ㎂를 초과 달성하였다. (출처 : 초록 3p)

• 연구책임자 : 이교철
• 주관연구기관 : 한국원자력의학원
• 발행년도 : 20210200
• Keyword : 1. 양전자방출단층촬영술;융합영상시스템;다기능방사성의약품;다기능융합분자영상;임상연구사이클로트론;양성자;중성자;중양성자빔; 2. PET;hybrid imaging system;multi-functional radiopharmaceuticals;multi-functional hybrid molecular imaging;clinical study;MC-50;cyclotron;proton;neutron;deuteron beam;

비공개항목입니다.

• 연구책임자 : 정진호
• 주관연구기관 : 한국원자력통제기술원
• 발행년도 : 20210100
• Keyword : 1. 핵비확산;핵안보;국제협력;양자협력;다자협력; 2. Nuclear Nonproliferation;Nuclear Security;International Cooperation;Bilateral Cooperation;Multilateral Cooperation;

IV. 연구개발 결과 ◦ 비핵화 대비 선제적 정책·기술·교육 지원 기반 구축 - 비핵화 주요 단계를 포함한 KINAC 차원의 비핵화 검증 지원 방안 수립 - 비핵화 검증 실행 방안을 포함한 기술 가이드 제시 - 비핵화 검증 참여인력 대상 교육 프로그램 및 운영전략 개발 - 비핵화 대비 정책·기술 개발 연구과제 신규기획 ◦ 북한 핵활동 정보 수집, 분석 및 관리 - 공개정보 수집·분석 체계 구축 및 운영을 통한 동향정보 실시간 공유 및 전문자료 DB 축적기반 구축 - 북핵 우발사태 대응에 대한 주기적 점검을 통한 위기관리 체제 유지 및 강화 ◦ 비핵화 기술정책 지원을 위한 역량 강화 - 2020 북핵 총서 발간 - 학회 논문 발표(6건) - 공개 동향 정보 수집 및 분석 교육 참석 ◦ 국내외 회의 및 협의체 네트워크 활동 - 2020 비확산 기술정책 포럼 운영 및 유관기관 핵활동 탐지 워크숍 개최 - 국내외 군축 핵비확산 협의체(CTBTO, IAEA) 기술지원 (출처 : 요약문 4p)

• 연구책임자 : 이영욱
• 주관연구기관 : 한국원자력통제기술원
• 발행년도 : 20210100
• Keyword : 1. 비확산;핵활동;비핵화;검증;폐기;포괄적핵실험금지조약;핵군축검증국제파트너십; 2. Non-proliferation;Nuclear Activities/Program;Denuclearization;Verification;Dismantlement;Comprehensive Nuclear Test-Ban Treaty(CTBT);International Partnership for Nuclear Disarmament Verification(IPNDV);

본 연구사업의 주목표는 국가 첨단의료 방사성동위원소 및 방사선의료·바이오 신시장 창출을 위한 치료용 방사성동위원소 이용 방사성의약품 개발 연구이다. 첫번째로, 다목적 사이클로트론에서 인출되는 하전입자빔(양성자, 중수소 및 헬륨)을 이용 난치성질환 진단 및 치료용 방사성동위원소의 고성능 생산기술과 고효율 분리정제기술 개발하는 것으로 국내외 신규 치료용 동위원소인 Cu-67, At-211, Ru-97, Sc-44, Sc-47, Sn-117m 6종에 대한 방사성동위원소 생산변경허가 취득을 하였으며 Ac-225 생산을 위한 방사성물질인 Ra-226의 방사성동위원소 사용변경허가 취득하였다. 또한, 고효율 핵반응을 위한 하전입자(양성자/중양성자/알파)빔 안정화기술 개발을 통한 치료용 RI 생산을 위하여 알파빔 튜닝 최적화였다. 50 MeV 사이클로트론 기반으로 한 차세대 PET 방사성동위원소 3종(Cu-64, Zr-89, I-124)은 의학원에서 국내 최초로 개발하여 연구용으로 국내 의료기관 및 연구소에 무상으로 공급(단, 포장 및 배송료는 주문자 부담)하고 있으며 현재 국내 총 14기관이 사용허가를 보유하고 의학원으로부터 공급 받아 분자영상 및 핵의학기술에 대한 R&D에 활용하고 있는 상태이다. 2020년에는 코로나19 판데믹으로 인해 의학원 및 외부기관 사용량이 전년도 대비 많이 감소하였으나, Cu-64(방사성구리)는 3,950.5 mCi/199 건, Zr-89(방사성지르코늄)은 27.2 mCi/10건, I-124(방사성요오드)는 136.8 mCi/23건을 생산하여 공급하였다. 두 번째로, 다목적 사이클로트론 기반 생산시설 업그레이드를 통한 고품질 의료용 방사성동위원소의 양산체제를 구축하여 국내 연구 활성화 및 동위원소 분야 세계적 기술력 확보를 위하여 At-211 빔조사(50 MeV 사이클로트론)를 위하여 Bi-209 타겟 제조하여 타겟에서 용해한 Bi-209 + At-211은 12.6 μCi였으며, 분리정제 후 약 0.3 μCi의 At-211이 얻었으며 감마에너지 분석 결과, At-211에서 나오는 687.0 keV(0.25%)와 Bi-207에서 방출되는 569.7(97.8%), 897.7(0.12%) keV의 감마에너지가 관측되었다. 이와 연관되어 At-211 표지용 보결화합물 bisboc-iso -SGMTB의 합성한 상황이다. 최근에는 말레이시아, 싱가포르 등에서 갑상선암 PET 진단제로 수출 요구가 들어와, 현재 수출 사업화 진행 중에 있다 (출처 : 요약서 3p)

• 연구책임자 : 이용진
• 주관연구기관 : 한국원자력의학원
• 발행년도 : 20210200
• Keyword : 1. 방사성동위원소;베타선 방출;알파입자 방출;조사스테이션;방사선안전; 2. Radioisotope;Beta-ray emitted;Alpha particle emitted;Irradiation station;Radiation safety;

□ 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;