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;

○ 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;

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;

연구개요 · Boron nitride nanotube (BNNT)의 내·외부에 수소를 저장/흡착시킨 Radiation shielding exotic materials (RSEM)의 개발 및 고분자 수지와 복합화한 섬유기반 방사선 차폐소재를 개발 하고자 함. 최종적으로 제조된 섬유기반 방사선 차폐소재 복합재료 표면에 방사선 차폐금속을 코팅하여 X선, 감마선, 중성자에 대한 total 차단성을 가지면서 방사선 차폐 효율을 극대화 시킨 웨어러블 방사선 차폐용 복합소재를 개발 하고자 함. · 연구 개발 목표치: 중성자 차폐성(Absorption Coefficient):≥1.7 mm^-1, BNNT 수소 함유량: ≥4.5 wt%, 인장강도: ≥10 MPa (LDPE 기준) 연구 목표대비 연구결과 · end-tip 오픈구조를 갖는 O-BNNT표면에 Ni-V 이종금속 thin layer를 표면에 형성한 후 1bar하에서 수소충진 실험을 진행하여 약 4.61%의 수소함유율을 갖는 H-rich BNNT 하이브리드 소재를 개발함. (연구 개발 목표→수소함유량 >4.5 wt%) · 용융전기방사공정을 통해 BNNT-g-PE 또는 BNNT;Ni-V가 모제인 LDPE 중량비 대비 10 wt%의 고함량으로 충진된 PE 복합소재 나노섬유매트를 제작하는 공정을 확보하였으며 Raw LDPE 나노섬유 매트와 비교하여 약 57%향상된 26.7 MPa의 인장강도를 갖는 BNNT;Ni-V/LDPE 복합소재 나노섬유매트를 개발함. (연구개발 목표→인자강도: > 10 MPa) · 용융전기방사공정을 통해 BNNT;Ni-V/LDPE 복합소재 나노섬유 매트를 제작 하였으며 해당 소재의 열중성자 차폐특성 확인 결과 약 0.9 mm^-1의 열중성자 감쇠계수 값을 갖는 방사선 차폐소재를 개발함. 또한 압축공정을 통해 1.57mm^-1의 열중성자 감쇠 계수값을 갖는 BNNT;Ni-V-g-PE/LDPE 필름를 개발함. (연구개발 목표→중성자 차폐성: > 1.7 mm^-1) 연구발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성) · 본 과제에서 개발하고자 하는 “Total solution형 웨어러블 방사선 차폐용 복합 소재” 는 원천 특허 및 기술 확보의 가능성이 매우 큰 신규 소재로 지속적 발전 및 활용이 필요한 원자력 발전에 대한 두려움과 거부감을 해소할 수 있는 안정성을 확보하고 유사시 즉각적으로 국민을 보호할 수 있는 개인 방사선 방호복 및 텐트를 제공할 수 있는 제품의 제조에 관한 핵심 기술을 제공할 것으로 기대됨. · BNNT기반의 RSEM 제조 및 이를 이용한 방사선 차폐용 섬유 기반 복합소재를 개발하고자 하는 연구는 현재 시작 단계로서 소재 제조 및 응용에 관한 원천기술의 확보가 용이하여 본 연구를 통해 방사선 차폐 소재 분야에서 새로운 연구의 패러다임을 이끌어 갈수 있는 기술을 선점할 수 있을 것으로 기대됨. · 또한, 개발된 웨어러블 방사선 차폐 고분자 복합소재는 다가오는 우주시대의 가장 큰 문제점인 우주 방사선인 중성자와 이차중성자를 효과적으로 차폐할 수 있어서 우주·항공 소재 분야에서 소재 관련 핵심 기술을 확보하여 기술적 우위를 선점할 수 있을 것으로 고려되며 이를 통해 우주 강국으로서 국가적 위상을 높일 수 있을 것으로 기대됨. (출처 : 요약문 2p);

• 연구책임자 : 박옥경
• 주관연구기관 : 전북대학교
• 발행년도 : 20210300
• Keyword : 1. 방사선 차폐;폴리에틸렌 섬유;보론나이트라이드 나노튜브;복합소재;직물소재; 2. Radiation shielding;Polyethylene fiber;Boron nitride nanotube;Composite materials;Fabric materials;

비공개항목입니다.

• 연구책임자 : 주상규
• 주관연구기관 : 삼성서울병원
• 발행년도 : 20210600
• Keyword : 1. 불균질 밀도 보정;환자 맞춤형 선량 측정 팬톰;방사선량 예측;방사선량 검증;세기변조 방사선 치료; 2. Heterogeneity correction;Patient-specific dosimetric phantom;radiation dose prediction;dosimetric quality assurance;intensity modulated radiation therapy;

□ 연구개발 목표 및 내용 ○ 최종 목표 이온빔 조사조건에 따른 위상물질의 페르미 준위 조절을 통한 안정적인 위상물질 구현 및 핵자기 공명 방법을 이용한 물리적 특성 탐구 ○ 전체 내용 본 과제에서는 안정적인 위상특성을 갖는 위상절연체를 구현하기 위해 이온빔 조사 기술을 도입하였다. 안정적인 위상물질을 구현하기 위해서는 첫째 전도띠와 원자가띠의 교차점, 즉 디락점이 안정적으로 존재할 수 있어야 하고, 둘째 디락점이 페르미 준위 근처에 존재해야 한다. 이 중 두 번째 조건을 만족시키기 위해 본 연구는 운반자 도핑 혹은 결함 생성 방법 중 하나로 이온빔 조사를 통해 공핍-침투형 점결함, 즉 프렌켈 쌍을 형성시키는 방법을 이용하였다. 이온빔의 에너지, 도즈량, 주입이온 분포 조절 등의 방법으로 페르미 준위를 디락점 근처에 조절 및 위치시켜, 안정적인 위상물질 구현 및 그 물리적 성질을 핵자기 공명 분석으로 연구하였다. 핵자기공명 분석은 위상물질의 벌크에서의 전자 성질을 이해할 수 있는 기회를 제공하였다. 이를 토대로 이온빔 조사방법에 의한 안정적인 위상물질 구현방법을 체계화 및 기술적 응용 기반을 제공하는데 기여하였다. □ 연구개발성과 위상절연체에 대한 핵자기공명 연구를 국내에서 유일하게 추진하였으며, 특히 입자빔을 이용한 안정적인 위상절연체를 개발할 수 있는 체계적 방법을 제공하였다. 고품질 단결정 및 박막에 국한되어 연구되고 있는 위상절연체 소재를 본 과제의 핵자기공명 분석방법을 통해 분말형태에 대해서도 연구할 수 있는 계기를 마련하였다. 본 연구개발에서는 실제 경원소에서 중원소까지의 이온빔 조사를 통해 밴드갭 조절 및 페르미 준위 조절이 가능함을 확인하였다. 따라서 본 기술의 고도화를 통해, 스핀트로닉스 분야 등의 응용도 가능할 것으로 기대한다. 빔-물질 상호작용의 이론적 접근, 즉, SRIM 시뮬레이션을 통해 실현가능성을 미리 예측하고, 조사 실험을 수행하여 체계적 연구를 수행하였다. 마지막으로, 본 과제에서는 이온빔 조사장치의 제어 프로그램 개선 및 조사 정확도를 개선하였다. 이를 통해 위상절연체에 대한 이온빔 조사영향에 대한 체계적 연구를 수행하였다. □ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 본 연구는 현재까지 위상물질 분야에 잘 활용되지 않고 있는 이온빔 조사 기술을 이용하여 디락점을 페르미 준위 근방에 존재시키고, 그 특성을 핵자기공명 분석의 이론적 체계 아래 해석하였다. 이 연구의 중요성은 안정적인 위상물질의 구현방법 및 조건들을 핵자기공명 분석의 이론적 및 실험적 방법을 정립하고, 이 물질의 실질적 응용이 가능한 기반을 제공하는 것이라고 할 수 있다. 본 연구의 안정적 위상물질 구현은 첨단소재 활용분야인 스핀트로닉스 및 위상양자컴퓨터 등에 기여할 수 있을것으로 내다본다. 더불어 위상절연체와 입자빔 조사 영향에 대한 이론적, 실험적 체계는 최근 각광받고 있는 2차원 소재의 위상학적 특성을 연구할 수 있는 방법을 제시하는데 기여할 것이다. (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 박준규
• 주관연구기관 : 한국원자력연구원
• 발행년도 : 20210600
• Keyword : 1. 위상절연체;이온빔조사기술;핵자기공명;스핀-궤도 결합;위상 밴드구조; 2. topological insulators;ion beam irradiation technology;nuclear magnetic resonance spectroscopy;spin-orbit interaction;topological band structure;

○ 2019년도 우리나라의 방사선 및 방사성동위원소(RI) 이용 기관현황, 인허가량, 수입·생산·수출 현황, 경제규모, 인력현황, 방사선안전관리현황, 애로사항 등의 실태를 조사하여 그 결과를 방사선 및 RI 이용 활성화를 위한 정책방향 설정과 관련 산업의 효율적인 발전 방안 수립을 위한 기초자료로 활용하며, 조사된 통계는 국가승인통계로 관리됨. ○ 2019년도 방사선 및 RI 이용과 관련된 여러 주요 지표를 산출하기 위하여 연구를 수행하였으며, 수행된 주요 내용은 아래와 같음. (1) 2019년 방사선 및 방사성동위원소 이용실태 조사 분석 가. 방사선 및 RI 이용기관 조사 및 분석(선원구분/연도/지역/인허가/이용분야) 나. RI 및 방사선기기의 수입·생산·수출 등에 관련된 지표 획득 및 연도별 증감 추이 조사 - RI 수입(국가별, 용도별, 핵종별), 생산(하나로, 사이클로트론, 가공생산) 및 수출추이 - 방사선기기의 분야별(산업용, 의료용, 수의용) 수입·생산·수출 증감 추이 분석 다. 종사자 현황(인력 및 자격현황, 피폭선량현황) 조사 분석 라. 방사선 및 RI 이용에 따른 매출액 조사 및 경제규모 산출 - 산업/의료/농업/비파괴검사/방사선멸균분야 마. RI폐기물 발생량, 자체폐기량, 위탁폐기량 등 조사 (2) 방사선 및 방사성동위원소 이용실태 설문조사 가. RI공급 수요, 종사자 임금현황, 기타 애로사항 등 (2) 방사선 및 방사성동위원소 세계시장 동향, 국가별 주요 통계, 세계 무역규모 조사 (3) 방사선이용기술(RT)의 국가 연구개발 수행 현황, 연구개발 현황, 특허등록 현황, 최신 RT동향 (출처 : 보고서 요약서 4p)

• 연구책임자 : 정원영
• 주관연구기관 : 한국방사선진흥협회
• 발행년도 : 20210600
• Keyword : 1. 방사선;방사성동위원소;방사선발생장치;RI/RG 수입·생산·수출;경제규모; 2. Radiation;Radioisotope;Radiation Generator;RI/RG Import·Production·Export;Economic size;

본 과제는 원자/핵묙응 특성 Data 기술의 선진화를 통한 원자력 기묙기술 자립 및 국제 경쟁력/영향력 제고를 목표로 하며, 주요 연구 결과는 다음과 같다. ㅇ 국제 원자/핵데이터 네트워크 구축 - IAEA의 핵묙응 실측자료 데이터베이스(EXFOR) 편집 및 광핵묙응 데이터 개량 연구(CRP) 완수 - OECD/NEA의 평가핵데이터 파일 JEFF-3.3 개량 국제 공동 연구 참여 - LANL과 협력 연구를 통한 평가핵데이터 파일 ENDF/B-VIII.0 개량 ㅇ 핵묙응 Data 평가 및 기술 개발 - 주요 악티나이드 (우라늄 10종, 플루토늄 5종) 핵데이터 평가 - 의료, 핵폐기물, 차폐 관련 핵종 포함 15종의 광핵묙응 데이터 생산 ㅇ 후행핵주기 R&D용 핵데이터 및 열중성자 산란 데이터 검증 - 후행핵주기 R&D용 핵데이터 분석 및 KAERI 생산 우라늄, 플루토늄 핵데이터 검증 - 핵분열생성물 수율(10종) 및 붕괴(20종) 데이터, 분자동역학 기묙 열중성자산란데이터 생산/검증 ㅇ 정밀 원자 플라즈마 묙응 데이터 생산 평가 체계 구축 - 고밀도 플라즈마 발생장치 및 고분해능 분광 측정시스템 구축 - Ar, He 충돌복사 분광모델 개발 및 원자묙응 데이터 평가 방법 확립 ㅇ 국내 시설을 이용한 핵묙응 측정 - 경주 양성자가속기를 이용한 구조재의 양성자 유도 핵묙응 측정 (Cu, Ni, Fe) - 양성자 기묙 중성자 방사화 단면적 측정 현황 분석 및 측정 장비 제작 (출처 : 서지정보양식 - 초록 239p)

• 연구책임자 : 김도헌
• 주관연구기관 : 한국원자력연구원
• 발행년도 : 20210100
• Keyword : 1. 핵묙응;원자/핵데이터 평가;핵데이터 처리 및 검증;핵데이터 측정; 2. Nuclear reaction;Atomic and nuclear data evaluation;Nuclear data processing and validation;Nuclear data measurement;

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, 3^rd 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 2019년~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 - 초록 127p)

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