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;

현행 조사처리식품 확인시험법들은 신속하나 감도가 낮아 스크리닝법으로 사용되거나 감도가 높아도 2일 이상의 분석시간이 소요되는 등 각각의 단점을 가지고 있어 신속성과 정밀성 모두를 만족하는 신규 조사처리식품 확인시험법의 신설이 필요한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 후보 분석법들의 비교를 통해 SPME-GC/MS 분석법을 선정하였고 이분석장비에 가장 효율적인 판별마커로써 1,7-hexadecadiene을 선정하였으며, 반응표면분석을 통해 시헙법 분석조건을 최적화하였다. 이후 검지마커가 조사처리에 의해서만 발생한다는 uniqueness 확인 및 LOD, LOQ, Accuracy 등 신규 검지법의 신뢰성 검증 완료하고 저장온도/기간 및 혼입율 변화에 따른 검지 가능 여부 확인을 통해 상온에서 1년의 저장기간 동안 판별이 가능함을 확인하였으며, 모델식품 이외에도 4개 품목 및 식품조사처리에 사용 가능한 모든 방사선 선종(감마선, 전자선, 엑스선)으로 조사처리한 시료의 검지가 가능함을 확인하였다. 또한, 본 시험법은 0.1 kGy 이상의 흡수선량으로 조사처리된 시료를 3시간 이내에 분석이 가능하며, 현행 시험법들과의 비교 실험을 통해 우수성을 재확인하였다. 아울러 ㈜ 농심과의 실험실간 블라인드 검증 실험 및 수입 유통제품의 모니터링을 통해 본 시험법이 실제적으로 활용될수 있음을 확인하였다. 본 연구에서 개발 및 검증된 신규 조사처리 확인시험법의 식품공전 일반시험법 신설을 위해 식품의약품안전처에 요청서를 제출하였으며, 등재 시 식품 생산업체의 품질관리 비용 절감 및 조사처리식품의 유통질서 확립에 기여할 것으로 판단된다. (출처 : 서지정보양식 - 초록 97p)

• 연구책임자 : 송범석
• 주관연구기관 : 한국원자력연구원
• 발행년도 : 20210100
• Keyword : 1. 조사처리식품;확인시험법;고체상미량추출;가스크로마토그래피 질량분석;고감도;신속성; 2. Irradiated food;Identificition method;Solid phase microextraction;Gas chromatography mass spectrometry;High sensitivity;Rapidity;

ㅇ 본 과제에서는 깨끗하고 안전한 수자원 확보를 위한 방사선 접목 중합 및 작용기 도입 반응 제어를 통해 더 친환경적이고 가격 경제성이 높은 수중 유해 금속이온 흡착제 제조기술과 금속 촉매 첨가 방사선 산화반응 이용 수중 난분해성 유기화학물질 분해 및 분해 메커니즘 규명 연구를 수행하였음. - 수중 유해 금속이온 흡착제 연구에서는 (1) 비수계 전자선 접목중합 반응을 통한 상용 입자형 대비 높은 흡착처리 속도와 흡착용량을 갖는 수중 금속염 흡착제 제조기술, (2) 높은 반응효율(≧ 90%전환율)과 높은 재현성(3% 상대표준편차)을 갖는 수계 전자선 접목중합반응 이용 기능성 고분자 제조기술 및 (3) 전 제조 공정(전자선접목중합 및 나노구조체 도입)에서 친환경 용매인 물을 사용한 프러시안 블루(PB)가 고밀도로 집적화된 나노복합 흡착제(PP-g-PAA-PB) 제조기술을 개발하였음 - 수중 난분해성 유해 화합물질 분해 연구에서는 (4) Sulfamethoxazole의 방사선 산화분해에 적합한 광촉매의 밴드구조 제시, (5) 방사선과 다중금속촉매의 사용으로 난분해성 물질을 효과적으로 제거할 방안을 개발하였고 (6) 정량 및 정성 분석을 통한 금속촉매/방사선 이용 Sulfamethoxazole 분해부산물 규명하였음 (출처 : 서지정보양식 - 초록 211p)

• 연구책임자 : 신준화
• 주관연구기관 : 한국원자력연구원
• 발행년도 : 20210100
• Keyword : 1. 방사선;접목중합;금속염 흡착제;방사선 고도산화;유기화학물질;분해; 2. Radiation;Graft polymerization;Metal ion adsorbent;Advanced Oxidation;Organic chemical compound;Degradation;

최근 유용 생명연구자원 확보를 위한 국가적 경쟁이 가속화되면서 생명연구자원으로서 미생물의 중요성이 부각되고 있다. 극한 미생물의 일종인 방사선 저항성 미생물은 방사선뿐만 아니라 다양한 환경 스트레스에 견디기 위해 다양한 기능성 물질들을 생산하는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 국내외에서 방사선저항성 미생물 324종을 확보하였으며 이를 체계적으로 관리, 분양할 수 있는 방사선 저항성 미생물 은행(RAD-BioBANK) 시설을 구축하였고, 자원 공개를 위하여 과기정통부 생명연구자원 통합정보시스템과 연계하였다. 대표적인 방사선 저항성 미생물인 Deinococcus 11종의 게놈 염기서열과 방사선 반응 전사체 2종 및 단백질 3종의 구조를 분석하였다. 방사선 저항성 미생물 유래기능성 생물소재를 확보하기 위하여 Deinococcus가 생산하는 수용성 폴리머 DeinoPol을 정제하여 방사선 방호 및 세균감염 억제효능을 규명하였다. 또한, 바이오소재의 항알러지, 항면역 기능을 평가할 수 있는 시스템을 구축하였고, 이 평가 법을 통하여 Deinococcus의 세포벽 성분(DeinoWall), 세포막 성분(DeinoMem)의 생리활성 기능을 규명하였다. 국내의 한정된 미생물자원의 활용도를 제고하기 위해서 방사선 저항성 미생물 및 방사선 돌연변이 기술을 이용하여 산업용 미생물 균주의 성능을 개량하였다. Deinococcus의 유전자를 대장균에 도입하여 바이오플라스틱 원료 물질인 PHB를 고생산하는 균주를 개발하였다. 식물의 신품종 개발에 활용되는 방사선 육종기술을 미생물 개량 기술에 도입하여 삼투압 스트레스 및 DNA 손상 유발 물질인 MMC에 대한 내성이 증가된 Deinococcus 균주를 제작하였다. 또한, 당분해/전환 효소의 고생산 균주를 개발함으로써 방사선 돌연변이 기술의 산업적 활용 가능성을 제시하였다. 향후 RAD-BioBANK를 국내 방사선 저항성 미생물 연구의 중심으로 활용할 계획이며, 방사선 기반 미생물 개량연구를 통하여 확보한 데이터는 산업용 균주 개량을 위한 예측 프로그램 개발에 활용하고자 한다. (출처 : 서지정보양식 - 초록 155p)

• 연구책임자 : 임상용
• 주관연구기관 : 한국원자력연구원
• 발행년도 : 20210200
• Keyword : 1. 방사선 저항성 미생물;방사선 저항성 미생물 은행;데이노코쿠스;기능성 바이오소재;방사선 돌연변이 기술;미생물 개량 기술; 2. Radio-resistant microorganisms;RAD-BioBANK;Deinococcus;functional biomaterials;radiation mutation technology;microbial engineering technology;

□ 연구개발 목표 및 내용 ○ 최종 목표 - 원자력시설 해체 안전성 확보를 위한 안전규제제도 체계화 및 규제검증 방법론 개발 ○ 전체 내용 1단계(단위과제) • 원자력시설 예비해체계획서 심사를 위한 지침 고도화 • 원자력시설 설계·건설 및 운영시 해체 용이성 관련 규제요건 이행지침(안) 개발 • 원자력시설 해체과도기(영구정지 후 해체 전 단계) 안전규제를 위한 이행지침(안) 개발 • 원자력시설 해체 선원항 평가 및 검증기술 개발 2단계(총괄과제) • 원자력시설 해체승인 심사를 위한 최종해체계획서 심사지침(안) 개발 • 해체후 시설과 부지내 잔류방사능조사 검증 방법론 개발 • 원자력시설 해체 안전성평가 및 환경영향평가 기술 검증 • 해체폐기물 안전성평가 기술 검증 ○ 1단계 (단위) 목표 ▪ 원자력시설 예비해체계획서 심사를 위한 지침 고도화 ▪ 원자력시설 설계·건설 및 운영시 해체 용이성 관련 규제요건 이행지침(안) 개발 ▪ 원자력시설 해체과도기(영구정지 후 해체 전 단계) 안전규제를 위한 이행지침(안) 개발 ▪ 원자력시설 해체 선원항 평가 및 검증기술 개발 내용 ▪ 원자력시설 예비해체계획서 심사를 위한 지침 고도화 - 건설/운영 허가신청시 예비해체계획서 심사를 위한 안전 고려사항 분석 - 운영중 예비해체계획서 갱신 단계에서의 심사를 위한 안전 고려사항 분석 - 건설/운영 허가신청시 예비해체계획서 심사를 위한 지침 개발 - 운영 중 예비해체계획서 갱신 단계에서의 심사를 위한 지침 개발 ▪ 원자력시설 설계·건설 및 운영시 해체용이성 관련 규제요건 이행지침(안) 개발 - 국외 원자력시설 설계·건설 및 운영시 해체 용이성 관련 규제요건 조사 및 ․분석 - 국제기구 기준 등의 평가를 통해 해체용이성을 위한 설계·건설 및 운영시 고려사항 분석 - 원자력시설 설계·건설 및 운영시 용이한 해체를 위한 규제요건 이행지침안 마련 ▪ 원자력시설 해체과도기(영구정지 후 해체 전 단계) 안전규제를 위한 이행지침(안) 개발 - 해체과도기 시설 변경항목들에 대한 안전성 검증방안 조사 및 분석 - 해체과도기 안전규제를 위한 고려사항 조사 및 분석 - 원자력시설 영구정지 및 해체과도기 관련 규제지침, 규제기준 및 안전심사 이행지침(안) 개발 - 원자력시설 해체과도기 안전검사를 위한 이행지침(안) 마련 ▪ 원자력시설 해체 선원항 평가 및 검증기술 개발 - 해체 선원항 평가 관련 선도국의 규제요건 조사 및 분석 - 국제기준 등의 검토를 통한 해체 선원항 평가대상별 핵심 고려사항 조사 및 분석 - 해체 선원항 평가를 위한 모델링 기법 분석 및 검증 지침안 마련 ○ 2단계 (총괄) 목표 ▪ 원자력시설 해체승인 심사를 위한 최종해체계획서 심사지침(안) 개발 ▪ 해체후 시설과 부지내 잔류방사능 조사 검증 방법론 개발 ▪ 원자력시설 해체 안전성평가 및 환경영향평가 기술 검증 ▪ 해체폐기물 안전성평가 기술 검증 내용 ▪ 원자력시설 해체승인 심사를 위한 최종해체계획서 심사지침(안) 개발 - 최종해체계획서 및 품질보증계획서 심사ㆍ평가관련 선도국의 규제요건조사 및 분석 - 국제기준 등의 평가를 통해 해체승인 대비 안전 고려사항 분석 - 해체시 주요 분야(방사선방호, 폐기물관리, 품질보증, 화재방호, 주요 구조물·계통·기기의 유지 및 신규위험요소 감지 등) 안전성 검증을 위한 핵심인자 도출 - 해체전략 정당화 평가를 위한 규제입장 수립 관련 고려사항 분석 - 해체승인을 위한 최종해체계획서 심사지침(안) 개발 - 해체 관련 품질보증계획서 심사지침(안) 개발 ▪ 해체후 시설과 부지내 잔류방사능 조사 검증 방법론 개발 - 부지 잔류방사능 조사를 위한 측정/분석방법 선행연구 규제 적용성 평가 - 해체후 시설과 부지내 잔류방사능 검증을 위한 핵심 안전인자 도출 - 해체후 최종부지상태 및 시설과 부지내 잔류방사능 검증을 위한 평가지침(안) 마련 ▪ 원자력시설 해체 안전성평가 및 환경영향평가 기술 검증 - 해체 안전성평가 관련 선도국의 규제요건 조사 및 분석 - 방사선위험도 기반의 차등접근법을 고려한 해체 안전성평가 방법론 검증 - 해체 공정별 리스크 및 심층토양/지하수 잔류방사능 평가모델 검증 - 해체 전/중 환경감시와 방사선환경영향 평가 검증을 위한 평가지침(안) 마련 ▪ 해체폐기물 안전성평가 기술 검증 - 원전해체 폐기물 최소화 대비 규제분석 선행연구 규제 적용성 평가 - 해체 시나리오에 따른 방사선방호 및 방사성폐기물관리 규제 고려사항 도출 - 해체폐기물 처분 적합성 확보를 위한 특성별 분류, 감용 및 처리 전략의 안전성평가 기술 검증 - 대형 해체폐기물 운반 안전성 평가기술 검증 - 해체폐기물 잔류방사능 분석 및 평가기술 검증 - 해체폐기물 재활용 위험도 평가 기술 검증 - 해체폐기물 자체처분 기준 및 검증지침 개발 ○ 해당 연도 목표/내용 - ※ 상기 단계별 연구목표 및 내용에 포함하여 기술 □ 연구개발성과 ○ 1단계 (단위) ▪ 예비해체계획서 심사를 위한 지침 고도화 ✔ 건설/운영 허가신청시 예비해체계획서 심사를 위한 지침서 초안 ✔ 운영중 예비해체계획서 갱신 단계에서의 심사를 위한 지침서 초안 ▪ 원자력시설 건설/운영 시 해체 용이성 관련 규제요건 이행지침(안) 개발 ✔ 국외 원자력시설 설계·건설 및 운영시 해체 용이성 관련 규제요건 분석 ✔ 국제기구 기준 등의 평가를 통해 해체용이성을 위한 설계·건설/운영시 고려사항 분석 ✔ 설계·건설 및 운영시 용이한 해체를 위한 규제요건 이행지침 초안 ▪ 해체과도기(영구정지 후 해체 전 단계) 안전규제를 위한 이행지침(안) 개발 ✔ 해체과도기 시설 변경 항목들에 대한 안전성 검증방안 도출 ✔ 해체과도기 안전규제를 위한 고려사항 도출 ✔ 원전 영구정지 후 해체과도기에 대한 안전 심사 및 검사 지침 초안 ▪ 원자력시설 해체 선원항 평가 및 검증기술 개발 ✔ 해체 선원항 평가 관련 선도국의 규제요건 조사 및 분석 ✔ 국제기준 등의 검토를 통한 해체 선원항 평가대상별 핵심 고려사항 도출 ✔ 해체 선원항 평가를 위한 모델링 기법 분석 및 검증 지침안 마련 ○ 2단계 (총괄) ▪ 원자력시설 해체승인 심사를 위한 최종해체계획서 심사지침(안) 개발 ✔ 해체 관련 국외 선도국의 최종해체계획서 심사 규제요건 분석 ✔ 최종해체계획서 심사 평가 항목별 안전 고려사항 도출 ✔ 최종해체계획서 및 해체 관련 품질보증계획서 심사지침 초안 ▪ 해체후 시설과 부지내 잔류방사능 조사 검증 방법론 개발 ✔ 해체 후 시설 및 부지 잔류방사능 조사방법 비교평가 ✔ 해체 후 시설 및 부지 잔류방사능 조사 방법의 국내 적용성 분석 ✔ 해체 후 시설 및 부지 잔류방사능 조사방법의 검증 지침(안) ▪ 원자력시설 해체 안전성평가 및 환경영향평가 기술 검증 ✔ 해체 단계별 해체 공정별 위험도 평가모델 검증 : 고리 1호기 해체단계 및 공정별 리스크 검증을 위한 리스크 평가 항목 및 절차 가이드라인 제시 ✔ 심층토양/지하수 잔류방사능 평가 규제요건 적용을 위한 핵심 안전고려사항 도출 및 잔류방사능검증 평가 방법론 제시 ✔ 해체에 특성화된 방사선환경영향평가 검증 기술 : 규제검증모델 및 적용결과 ▪ 해체폐기물 안전성평가 기술 검증 ✔ 해체폐기물 최적 규제관리 및 방사선 특성평가 선행연구 조사·분석 및 평가 ✔ 해체 중 방사성폐기물 발생특성 및 규제요소 조사·분석 ✔ 해체 중 방사성유출물 규제관리 개선방안 도출 ✔ 표면오염 및 체적오염 해체폐기물 특성평가 검증방법론 개발 ✔ 대형 해체폐기물 운반 안전성평가 검증 방법론 개발 ✔ 해체폐기물 처분전 관리 단계별 안전성평가 검증방법론 개발 ✔ 해체폐기물 재활용 위험도 평가기술 검증 ✔ 해체폐기물 자체처분 기준 및 검증지침 개발 ✔ 해체 시 방사성폐기물 종합관리계획 검증지침(안) 개발 □ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 ▪ 원자력시설 예비해체계획서에 대한 최초심사 및 운영중 주기적 갱신 심사지침 제정에 활용 ▪ 원자력시설 설계·건설 및 운영시 해체 용이성 관련 규제요건 이행지침안 개발을 통해 해당 사업자에 관련 지침 제공 및 해체계획서 심사업무에 활용 ▪ 원자력시설 해체과도기 안전규제를 위한 이행지침안 개발을 통해 고리1호기 영구정지를 위한 변경허가 신청서에 대한 심사지침 제정에 활용 ▪ 원자력시설 해체 선원항평가 검증기술 개발 연구결과는 해체 선원항평가에 대한 규제검토 ㆍ지침 제정에 활용 가능하며, 또한 사업자에게 활용 가능한 평가지침 제공 ▪ 국내 최초 원전인 고리1호기 영구정지 후 5년 이내 제출하는 해체승인용 최종해체계획서의 심사지침 및 안전성평가 검증에 활용 ▪ 해체후 시설/부지내 잔류방사능 조사 검증방법론 개발을 통해, 고리1호기 최종해체계획서 심사, 해체완료보고서(최종부지상태보고서 포함) 검토, 해체완료 검사 등에 대한 심사 및 검사지침 개발에 활용될 것으로 예상됨. ▪ 해체 안전성평가 및 환경영향평가 검증기술 개발을 통해, 원자력이용시설 해체 과정에서 차등접근법을 적용한 안전성평가 방법론을 수립하고 해체 단계별 종합 안전성 평가 및 검증체계 구축 ▪ 해체폐기물 안전성평가 기술 검증 및 지침 개발을 통해, 원자력이용시설 해체에 따른 안전성 심사 및 검사 과정에서 해체폐기물 관리의 종합안전성을 확인·검증하는데 활용할 예정으로, 해체 중에 발생되는 다양한 방사능준위를 가진 대량의 해체폐기물 관리 안전성을 보다 체계적으로 검증할 수 있고, 또한 해체폐기물에 대한 국민 안심과 신뢰 확보에도 기여할 것으로 기대 ▪ 해체에 대한 미래 규제수요에 대비하며, 우리나라 실정에 적합한 해체 규제기준 확립에 기여 (출처 : 요약문 3p)

• 연구책임자 : 최경우
• 주관연구기관 : 한국원자력안전기술원
• 발행년도 : 20210300
• Keyword : 1. 해체;해체계획서;심사지침;규제검증;안전성평가; 2. Decommissioning;Decommissioning Plan;Review Guideline;Regulatory Verification;Safety Assessment;

□ 연구개발 목표 및 내용 ○ 최종 목표 방사선작업종사자 건강관리 및 안전규제 시스템 확립을 위한 사후선량평가 기술개발 및 현장적용 방안 제시 ○ 전체 내용 ▪ 안전규제 적용을 위한 사후선량평가 기술 개발 - Cytogenetic dosimetry 판독 자동화를 포함한 신속/정확도 향상 기술 개발 - EPR dosimetry를 이용한 사후선량평가 적용가능 대체시료 물질 발굴 - 열발광/광자극발광을 이용한 판독특이자에 대한 사후선량평가 최적화 기술 개발 - 개인맞춤형 몬테칼로 전산모사 평가를 위한 사고 시나리오 및 피폭선량환산인자 검토/개발 ▪ 방사선안전규제 분야 적용 가능성 검토 - 교차분석을 통한 신뢰도 검증 - 사후선량평가 기술의 현장 활용성 검증 및 프로토콜 최적화 - 사후선량평가 기술의 품질관리체계 개발 - 방사선투과검사 사업장 작업실태 조사 및 종사자 대상 pilot 계획 수립 ○ 1단계 (해당시 기재) 목표 ▪ 방사선작업종사자 건강관리 및 안전규제 시스템 확립을 위한 사후선량평가 기술개발 및 현장적용 방안 제시 - Cytogenetic dosimetry 판독 자동화를 포함한 신속/정확도 향상 기술 개발 - EPR dosimetry를 이용한 사후선량평가 적용가능 대체시료 물질 발굴 - 개인맞춤형 몬테칼로 전산모사 평가를 위한 사고 시나리오 및 피폭선량환산인자 검토/개발 - 열발광/광자극발광을 이용한 방사선작업종사자 사후선량평 가 최적화 기술 개발 내용 ▪ 안전규제 적용을 위한 사후선량평가 기술 개발 - Cytogenetic dosimetry 판독 자동화를 포함한 신속/정확도 향상 기술 개발 - EPR dosimetry를 이용한 사후선량평가 적용가능 대체시료 물질 발굴 - 열발광/광자극발광을 이용한 판독특이자에 대한 사후선량 평가 최적화 기술 개발 - 개인맞춤형 몬테칼로 전산모사 평가를 위한 사고 시나리오 및 피폭선량환산인자 검토/개발 ▪ 방사선안전규제 분야 적용 가능성 검토 - 교차분석을 통한 신뢰도 검증 - 사후선량평가 기술의 현장 활용성 검증 및 프로토콜 최적화 - 사후선량평가 기술의 품질관리체계 개발 - 방사선투과검사 사업장 작업실태 조사 및 종사자 대상 pilot 계획 수립 ○ 해당연도 목표 ▪ 사후선량평가 기술 2종 이상 선택 ▪ 작업환경 기반의 사후선량평가 교차분석 프로그램 실시 ▪ 사후선량평가 기술의 품질관리체계 개발 ▪ 사후선량평가 기술의 안전규제 적용을 위한 규제정책 제안 내용 - 세포유전학적 선량평가 자동화 기술 구축 - EPR 선량평가 대체시료 확정 - TL/OSL 단일조사 및 누적 조사에 따른 선량복원 알고리즘 개발 - 사후선량평가 기법별 관리체계 개발 - 종사자 작업환경에서 사후선량평가 교차분석 실험 진행 - TL/OSL(열발광/광지극발광), EPR(전자상자성공명), 세포유전학적 선량평가, 전산모사 기법과 비교 - 판독특이자 또는 사고시 사후선량평가 기술 적용을 위한 규제정책 제안 □ 연구개발성과 ▪ 사후선량평가에 적용 가능한 작업종사자 소지 물품 목록 및 선량계적 특성자료 ▪ 작업종사자 개인 휴대품을 이용한 사후선량평가 기술의 현장 활용성 검증 ▪ 판독특이자 사후선량평가 네트워크 구축 (분석 효율화 및 교차분석을 통한 신뢰도 향상) ▪ 열발광/광자극발광을 이용한 사후선량평가 기술의 품질관리체계 ▪ 열발광/광자극발광 이용 판독특이자 피폭선량 사후평가 최적화 논문 게재(SCI) □ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 ▪ 판독특이자 발생 시 신속/정확한 피폭선량복원 가능 ▪ 사후선량복원 교차분석을 통한 결과의 신뢰도 제고 ▪ 방사선 투과검사 종사자의 직업성 방사선 피폭 평가결과의 불확실성 개선에 활용 ▪ 사후선량평가 기술 간의 융합을 통한 종합적 사후선량평가 기술의 선도 국가로 도약 ▪ 사후선량평가 기술을 종사자 피폭 관리의 마지노선으로 활용하여 종사자의 건강을 보전하고 방사선 산업계의 작업 건전성 확보 (출처 : 요약문 3p)

• 연구책임자 : 장성재
• 주관연구기관 : 한국원자력의학원
• 발행년도 : 20210300
• Keyword : 1. 방사선작업종사자;판독특이자;사후선량평가;교차분석;불확도 개선; 2. radiation worker;person with abnormal dosimeter reading;retrospective dosimetry;intercomparison;improvement of uncertainty;

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;

본 연구는 원전 해체 작업 시 필요한 원전 해체 작업복 및 차폐막 등에 적용할 수 있도록 경량화 및 유연성을 갖는 나노 금속과 고분자 차폐 소재에 차폐 성능 최적화 및 기계적인 내구성 및 신뢰성 검증 방법을 구축하고 최종적으로 차폐율이 개선된 복합 나노 금속 복합 재료를 개발하였다. 원전 해체 공정 및 작업별 분석을 통해서 필요한 차폐 재료와 성능 기준을 제시하였고, 다양한 크기의 텅스텐-비스무트 중량비, 혼합비별 해석을 통하여 기존 소재 대비 15% 향상되는 최적화 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 실험을 수행하였다. 또한 본 연구를 통해서 원천특허기술 (국내특허출원 6건, 국외특허출원 1건, 국내특허등록 1건)을 확보하였다. (출처 : 보고서 요약서 4p)

• 연구책임자 : 이승엽
• 주관연구기관 : 서강대학교
• 발행년도 : 20210100
• Keyword : 1. 방사선 차폐 소재;해체 작업;차폐 해석;설계 최적화;발포 공정; 2. Radiation Shielding Material;Decommissi oning Work;Shielding Analysis;Design Optimization;Foaming process;

□ 연구개요 단백질이 어떤 기능을 하는가에 대해 보다 근원적으로 설명하기 위해서는 그 단백질의 원자 단위 구조에 대한 정보가 필요하다. 그러나 단백질의 구조적인 특성을 제대로 이해하기 위해서는 정지된 상태에서의 구조 정보 뿐 아니라 그 구조의 유동성에 대한 이해가 필요하다. 특히 노화에 따른 단백질 구조의 변이는 노화 현상이나 질병유발 메커니즘과 밀접한 관련이 있으나, 체계적인 연구가 어려워 아직 불명확한 부분이 많은 분야이다. 본 연구는 사람에게 필수적인 small heat-shock protein 중 하나인 alphaB-crystallin (ABC) 단백질 및 사람에서 다양한 아밀로이드증을 일으키는 것으로 알려져 있는 transthyretin (TTR) 단백질의 구조적인 유동성에 대한 연구를 통해 이 단백질의 작동기전 및 병리기전을 밝히는 것을 목표로 한다. ABC는 chaperone activity를 지닌 동시에 amyloid 를 형성하는 단백질로 알려져 있으며 이런 기능적인 이중성은 chaperone 단백질들의 일반적인 작동 메커니즘과도 밀접한 관련이 있을 것으로 생각된다. 또한 TTR은 그 병리기전에서 다양한 intermediate를 형성하는 것으로 알려져 있으며, 이들의 구조적 특징이 병리기전과 밀접하게 연관되어 있을 것으로 생각된다. 따라서 본 연구는 이들 단백질의 구조특성연구를 통해 정상적인 상태에서의 작동기전 뿐 아니라 노화나 질병과 같은 여러 요인들에 의해 어떻게 병리기전을 보이게 되는지까지 이해하는 것에 목표를 두고 있다. □ 연구 목표대비 연구결과 본 연구는 핵자기공명분광법(nuclear magnetic resonance spectroscopy; NMR)을 비롯한 다양한 단백질 구조 분석 방법을 이용하여 alphaB-crystallin(ABC)과 transthyretin(TTR)의 유동적인 구조를 분석하는 것에 목표를 둔 바 있다. 본 연구진은 이를 위해 우선 다양한 형태의 ABC construct(N-terminal truncated ABC, ACD domain만을 가진 construct 등)를 제작하였으며, 이들에 대한 구조분석을 통해 본 단백질의 다양한 구조상태에 대한 NMR 분석을 진행하였다. 특히 최근 site-directed mutagenesis를 통해 제작한 I114G mutant의 경우 기존에 보고된 적 없는 monomeric state를 만드는 것을 확인하였으며, 이에 대한 구조연구를 통해 보다 유동적인 ABC의 구조적/기능적 특성을 이해할 수 있을 것으로 기대하고 있다. 또한 본 연구진은 transthyretin (TTR)의 구조적 특성 분석을 위해 마찬가지로 다양한 construct를 제작하였으며, 이를 통해 이 단백질이 예상보다 더욱 유동적인 구조적 특성을 가진 점을 규명하였다. 특히 TTR이 thyroid hormone transporter인 점을 이용해 이미 다양한 신경퇴행성 증상 및 대사이상에 대한 치료효과가 증명된 thyroid hormone analogue가 TTR의 aggregation을 막을 수 있다는 점 또한 규명한 바 있다(이탈리아 University of Pisa의 Grazia Chiellini 그룹과의 협업을 통한 성과임). □ 연구발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) 위에서 기술한 것과 같이 본 연구는 alphaB-crystallin(ABC)와 transthyretin(TTR) 단백질이 어떤 구조적인 유동성을 가지고 있으며 그런 특성이 어떻게 단백질의 기능 및 병리기전과 연관되어 있는지 이해하는데 크게 기여한 것으로 생각한다. 특히 ABC는 암 세포를 치료하거나 알츠하이머 등의 신경퇴행성 질병을 예방 및 치료하는데 있어 중요한 target이 되고 있으며, 본 연구결과를 통해 얻어진 여러 구조특성 결과를 통해 보다 적절한 치료전략을 세우는 것이 가능할 것으로 생각한다. 또한 TTR은 현재 한국 뿐 아니라 전세계적으로도 계속해서 새로운 돌연변이가 관측되고 알츠하이머나 파킨슨 뿐 아니라 대사이상증상과의 연관성이 밝혀지고 있는 단백질로, 이에 대한 구조연구는 그 자체의 생리기전 뿐 아니라 관련된 여러 병리기전을 이해하는데 크게 기여할 수 있을 것으로 기대하고 있다. 특히 최근 TTR의 aggregation을 막아줄 수 있는 thyroid hormone analogue는 다기능성 치료제로서 가능성이 높은 물질로 생각되며, 추가적인 검증을 통해 TTR의 병리기전에 의한 질병 뿐 아니라 알츠하이머의 새로운 치료제로서의 가능성 또한 열어준 연구가 될 것으로 생각한다. (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 김진해
• 주관연구기관 : 대구경북과학기술원
• 발행년도 : 20210300
• Keyword : 1. 단백질구조;단백질노화;아밀로이드;단백질 유동성;핵자기공명분광; 2. Protein structure;Protein aging;Amyloid;Protein dynamics;NMR spectroscopy;

□ 연구개요 상부소화기암 (구강암, 비부비동암, 인두암, 식도암, 갑상선암등)의 암치료를 위한 필수부위 방사선 치료의 적용은 지속적으로 증가하고 있음. 방사선 조사 기법의 발전에도 상부소화기암 방사선 조사 후 발생하는 영구적 삼킴장애 (17%)는 개선되지 않고 있으며, 이로 인한 심각한 합병증 발생 역시 해결해야 할 숙제로 남아있음. 이에 본 연구에서는 방사선 조사로 손상된 상부소화기관의 재생을 위한 주사형 유전자 이입 간엽줄기세포 치료제를 개발하였음. 본 연구 개발의 주요 내용은 다음과 같음. - 유전자 클로닝 hMSC의 제조 - 유전자 전달세포의 생물학적 평가 (유전자 이입 효율 및 줄기세포성 변화) - 방사선 조사 후 fibrosis 유도 마우스 동물모델에의 적용 및 효능 평가 - 유전자 치료 기전 규명 □ 연구 목표대비 연구결과 • 유전자이입 MSC의 제조 - 식도근육 유전자의 plasmid DNA내 유전자 재조합 - Electroporation technique을 이용한 MSC내 식도근육 유전자의 이입 및 이입효율 확인완료 • 유전자 전달세포의 생물학적 평가 - MSC에 각각의 유전자 이입 후 Pluripotent gene의 발현양상을 확인완료. - Myogenesis관련 유전자의 gene expression을 real time PCR를 통해 분석완료 - MSC에 각각의 유전자 이입 후에 western blot를 통해 단백질 발현 양상을 확인완료 • 동물모델에의 적용 및 효능 평가 - 식도 점막층의 조직학적 변화 관찰 및 정량분석 완료 - 식도 점막하층의 콜라겐층의 분포에 대한 조직학적 분석 완료 - 식도 근육층의 morphological 변화 분포의 정량적 분석 완료 - 점막근층 (muscularis mucosa)의 재생유무 확인 완료 • 유전자 치료 기전 규명 - 재생조직내 방사선 조사관련한 fibrosis 관련 마커의 발현양상 확인 (재실험중) - Paracrine effect 및 재생조직내 분자생물학적 평가 (현재 추가적인 분석 진행중) □ 연구발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성) • 유전자 클로닝 줄기세포 치료 시스템을 이용한 상부소화기관 방사선 손상 재생치료의 가능성을 밝혀, 현재 난치 영역인 영구적 삼킴장애의 치료 가능성을 확인함. • Non-viral vector를 이용한 유전자 이입된 줄기세포 제제는 기존의 viral vector에 비해 임상적인 안전성이 크며, 여러 기타장기의 활용적 측면에서 효과적인 유전자 전달법을 제시함. • 본 연구를 통한 상부소화기관 방사선 손상 재생 치료용 주사제 개발로 전세계적 광범위한 수요를 통한 경제적, 학문적 효과를 기대할 수 있음. • 상부소화기관 방사선 치료 환자군에서 유전자 이입 줄기세포 치료제 개발을 통한 사업화 전략이 가능할 것으로 보임. (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 정은재
• 주관연구기관 : 서울대학교병원
• 발행년도 : 20210300
• Keyword : 1. 두경부암;방사선 치료;간엽줄기세포;방사선 섬유화;유전자 치료; 2. Head and neck cancer;Radiation therapy;Mesenchymal stem cell;Radiation-induced fibrosis;Gene therapy;