2020 Annual Report for International Cooperation

• 연구책임자 : 비공개항목입니다.
• 주관연구기관 : 한국원자력통제기술원
• 발행년도 : 20210100
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Decontamination of radionuclides by phytoremediation

• 연구책임자 : ￭ 2010년 후쿠시마 원자력발전소 사고를 계기로, 환경에 누출된 방사성물질의 제염을 위한 기술개발이 전세계적으로 진행되고 있음 ￭ 기존의 물리화학적제염 기술은, 제염된 토양이 환경으로 복귀되기 어렵다는 문제점과 함께 광범위한 지역에 적용이 어렵다고 알려져 있어서, 보다 친환경적이고 광역오염을 해결하기 위한 새로운 재안 기술 개발이 요구됨 ￭ 이러한 대안 기술로 제시되고 있는 것이 생물학적제염 기술인데, 현제 제시된 생물학적제염기술은 제염효율이 매우 낮아 실제 오염지역 현장에 적용하는데에는 커다란 문제점이 존재하고 있음 ￭ 본 연구에서는, 국내 자생식물인 색동호박을 이용하여 방사성물질 중 인체에 치명적인 위협을 초래하는 세슘의 제염효율을 평가하였음 ￭ 그 결과, 1 개체 식물당 4,000억 Bq 이상(최대 55조 Bq/kg plant)의 고효율로 세슘 제거가 가능함을 밝혔음 ￭ 이러한 색동호박을 이용하여 다양한 조건에서 세슘 제염에 대한 실험을 토대로, 실제 현장에서 생물학적 제염기술을 적용하기 위한 시뮬레이션을 완성하였음 ￭ 이상의 결과는 기존의 한계로 여겨져 왔던 생물학적제염기술을 실제 오염현장에 적극적으로 활용할 수 있다는 가능성을 제시해주고 있음 (출처 : 보고서 요약서 3p)
• 주관연구기관 : 한국원자력연구원
• 발행년도 : 20210100
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Development of the barrier cladding key technology for enhancing fuel safety

• 연구책임자 : 본 보고서는 SFR의 금속핵연료와 피복관의 상호반응(FCCI)을 방지하기 위해 피복관 내면에 적용 가능한 배리어 공정 개발과 최적화 과정, 그리고 사고 상황에서도 견딜 수 있는 혁신 배리어 기술 개발에 대하여 기술하였다. 미터급 피복관 도금장치를 이용하여 위치별 두께 차이가 13μm 이내로 균일하고 내부에 결함이 없는 크롬 코팅층을 미터급 피복관 내면에 성공적으로 도금하였다. 또한 희토류 합금 (50Ce-50Nd)과의 확산 쌍 시험을 통해 피복관 내면에 형성된 코팅층이 FCCI를 방지하는 barrier역할을 성공적으로 수행한다는 것을 증명하였다. 전해도금 인자 (유량, 온도, 전류밀도 및 파형, 후처리)에 따른 Cr 도금층의 특성을 규명하고 핵연료-피복관 상호작용(FCCI) 방지를 위한 최적 배리어 요소기술을 개발하였다. 또한 후 열처리 과정을 통해 원자로 내 높은 온도에서 미세구조의 변화를 확인하였다. Cr/Cr₂N 복합 코팅 층의 성능을 증명하기 위해 높은 온도에서의 확산 쌍상호반응 시험을 수행하였고 복합 코팅 층은 원자로의 과도상태에서도 배리어의 성능이 뛰어나다는 것을 증명하였다. 미터급 내면코팅 피복관의 비파괴 조직 검사, 열적 특성, 기계적 특성, 화학적 특성을 전반적으로 평가하여 코팅하지 않은 HT9 피복관 대비 전반적으로 뛰어나다는 것을 증명하였다. 공정 인자별 라이너 피복관의 제조영향 평가를 위해 피복관과 라이너 소재에 따른 냉간 가공량 및 필거 롤의 영향을 연구하였다. 라이너 피복관 소재인 Zircaloy-4와 결정학적 구조가 동일한 Titanium Grade 2의 냉간 가공 시 소성변형 거동이 유사함을 확인하였다. 필거 가공 시 회전각의 감소 및 이송수의 증가에 따라 압하율이 증가하였다. 공정별 중간품의 평가를 위해 필거 공정 및 횟수에 따른 특성을 평가 하였다. Titanium Grade 2 소재의 경우 Zircaloy-4 소재보다 가공이 용이하였다. 열처리와 반복 필거 공정을 이용하여 경도 특성 조절로 두께 100 um인 Ti 라이너 피복관을 제작할 수 있었다. 9Cr-2W-NbVB계 피복관과 Zircaloy-4 라이너 피복관을 이용하여 두께 50 ㎛급 라이너 피복관이 결합된 제조 공정을 확보하고 시제품(길이 1 m)을 제작하였다. (출처 : 서지정보양식 173p)
• 주관연구기관 : 한국원자력연구원
• 발행년도 : 20210300
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Development of core technology for diagnosing glaucoma using ultrasound acoustic radiation force

• 연구책임자 : □ 연구개요 • 본 연구에서는 녹내장을 발생시키는 주요 원인인 안압 이상 현상을 조기에 진단하고, 녹내장 치료 시점을 정확하게 예측하기 위해 초음파 음향 방사력을 기반으로 안압을 측정하는 요소 기술을 개발함. 이를 위해 물질의 탄성을 측정할 수 있는 초음파 음향 방사력을 이용해서 안압을 측정할 수 있는 새로운 메커니즘을 제안하고, 선행 연구를 통해 확보한 분극 역전 기반 고성능 초음파 프로브 제작 기술과 분할 초점 초음파 프로브 제작 기술을 적용시켜 제안된 메커니즘의 성능 최적화를 통해 녹내장 진단 시 실시간으로 정확한 안압 정보를 제공하는 것을 목표로 함. □ 연구 목표대비 연구결과 • 초음파 음향 방사력을 이용한 안압 측정 메커니즘 개발을 위해, 유한 요소 해석 시뮬레이션 및 실험을 통해 기전 연구를 진행한 결과, 초음파 음향 방사력으로 대상의 탄성 측정이 가능하다는 것을 확인함. 또한, 시스템의 복잡도를 낮추는 동시에 빔의 너비를 조절할 수 있는 새로운 구조의 프로브인 위상 제어 기술 기반 분할 초점 초음파 프로브를 제안하고 그 성능을 검증하여 메커니즘의 정확도를 향상시킴. 연구를 통해 측정한 안구 팬텀의 변위는 기존에 사용되는 상용 안압계 측정 결과와 높은 상관관계를 보이는 것을 확인하였음. • 본 연구팀에서 선행 연구를 통해 축적한 분극역전 기술이 빔의 주파수 및 너비를 조절함으로써 더욱 정확한 안압 측정을 가능케 함을 확인함. 음향 방사력 증진을 위해 새로운 구조의 1-3형 압전 복합체를 적용한 분극역전 기술 기반 초음파 프로브를 제안하고 그 성능을 검증한 결과, 주파수 대역폭 및 감도를 높여 안압 측정 결과의 정확도가 증가함을 증명하였음. • 안압 측정 프로세스 제어 모듈 개발 위해 DAQ 보드 설치 및 LabVIEW 프로그램을 이용한 제어 코드 작성을 진행했으며, 성공적으로 구현되어 본 연구에서 진행된 실험 결과를 얻는 데에 활용됨. 또한, 펄스압축 신호처리 알고리즘을 개발 및 검증하여 음향 방사력의 최대전력 및 전달 깊이를 조절함으로써 각막까지 충분한 음향 방사력이 전달될 것이라는 가능성을 확인하였음. □ 연구발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) • 안압의 정확한 측정은 녹내장의 조기 진단 및 치료 경과 관찰 과정에 매우 중요시됨. 기존 안압계의 경우, 환자가 눈을 뜬 상태에서 각막에 물리적 접촉 또는 압축된 공기를 통해 외력을 가하기 때문에 환자의 통증과 불편함을 야기하며 정확도 또한 낮아 정확도 향상을 위한 추가적인 과정이 불가피함. 초음파 음향 방사력은 인체에 무해하며 눈꺼풀과 같은 조직을 통과하여 충분한 힘을 발생시키므로 기존 안압계들이 가진 단점을 해결 가능함. • 본 연구개발 결과, 초음파 음향 방사력 기반 안압계가 기존 시장에 진출해 있는 안압계의 단점을 보완하는 동시에 고성능 및 높은 신뢰성을 갖는 새로운 안압 측정 의료기기로 사용될 수 있으며, 관련된 원천 기술 확보가 가능할 것임을 증명함. (출처 : 연구결과 요약문 2p)
• 주관연구기관 : 동국대학교
• 발행년도 : 20210300
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Validation and Correlation of Various Elastography for the Diagnosis of Liver Fibrosis in Patients with Chronic Hepatitis

• 연구책임자 : □ 연구개요 만성 간염 환자에서 간 섬유화 정도를 비침습적으로 진단하는 검사법들의 표준검사법 개발과 다양한 검사법들의 간섬유화 진단능을 비교 분석하고자 한다. □ 연구 목표대비 연구결과 초음파, MR 기반 간탄성도 검사의 표준검사법 개발 ; 간의 capsule에서 1-2cm 아래에서 측정, beam이 수직으로 입사할 때 값이 잘 나옴 fibrosis와 연관이 있는 혈중 marker를 찾아냄 ; fibrosis와 correlation이 잘 되는 혈중 마커를 찾아 분석함 US elastography, MR elastography, 혈중 바이오마커등의 비침습적 간섬유화 평가법들의 간섬유화 진단능 비교 분석 ; 한 환자에서 여러 가지 검사를 함께 시행하여 간섬유화 진단능을 비교 분석하였음 □ 연구발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) 만성간질환의 유병률이 늘어남에 따라 환자들은 본인의 간의 상태에 대해 관심히 증가하였고, 이를 조직검사등이 아닌 비침습적 방법으로 평가할 수 있다는 것은 본 연구의 가장 큰 기여라고 생각한다. US 영상은 쉽게 시행할 수 있고 radiation hazard가 없다는 점에서 만성간염환자들의 추적검사에 이용되고 있으나 결과가 주관적이라는 제한점이 있었다. 그러나 본 연구를 통해 검사값들의 연관성을 알 수 있었고, 그 값들은 신뢰성 및 재현성이 있었다. 이에 따라 만성간염환자의 진료에 중요한 검사방법으로 자리 매김하게 될 것으롤 기대된다. (출처 : 연구결과 요약문 2p)
• 주관연구기관 : 충남대학교
• 발행년도 : 20210300
• Keyword : http://click.ndsl.kr/servlet/OpenAPIFullTextView?keyValue=05787966&dbt=TRKO&cn=TRKO202100016923

Specific inhibition of telomerase activity by regulating the SRSF11 function

• 연구책임자 : 연구개요 ◦ SRSF11은 텔로머라제와 결합하여 텔로미어 길이 연장에 필수적인 기능을 수행하며 SRSF11과 텔로머라제 간의 결합을 제어하는 기술개발을 제안하였으나 SRSF11 의 RRM과 RS 도메인이 비특이적인 분해에 의하여 단백질의 분리가 불가능하였다. 이러한 문제점을 대체하기 위하여 연구수행 초기부터 텔로머라제 활성을 제어하는 새로운 단백질로 HSP60를 발굴하였고 HSP60이 텔로머라제가 세포질에서 핵으로 이동하는데 필수적인 기능을 한다는 사실을 밝혔다. 이 결과를 통하여 HSP60이 암세포에서 텔로머라제 활성을 제어하는 새로운 항암표적임을 규명하였다. 또한 텔로머라제와 결합하는 단백질로 NOL1을 발굴하였고 NOL1 단백질 안정성이 tankyrase 1에 의한 poly-ADP ribosylation에 의하여 조절됨으로써 cyclin D1의 전사조절을 통하여 암세포의 세포주기를 조절하는 새로운 분자기작을 규명하였다. 연구 목표대비 연구결과 ◦ 텔로머라제 결합단백질로 HSP60을 발굴하였고 암세포에서 HSP60 발현을 억제하면 텔로머라제의 역전사 활성 단백질인 hTERT가 핵으로 이동하지 못하고 세포질에 위치함을 확인하였다. 이 결과는 HSP60이 세포질에서 hTERT 구조를 안정화시켜 핵으로 이동하는데 필수적인 기능을 수행한다는 것을 나타내며 hTERT와 HSP60의 특이적 결합 억제가 새로운 항암전략으로 활용될 수 있는 가능성을 제시하였다. 또한 HSP60에 결합하는 hTERT 도메인을 결정하였으며 다양한 세포주에서 HSP60에 의하여 TERT의 핵 내 이동이 조절됨을 확인하였다. ◦ hTERT는 핵으로 이동하여 텔로미어 길이를 조절하는 기능 외에 미토콘드리아에서 ROS 생성을 감소하는 세포사멸 억제 기능을 수행하기 때문에 hTERT가 미토콘드리아에서 ROS 생성을 억제하는 기작에서 HSP60의 기능을 조사한 결과 HSP60 발현을 억제하면 ROS 생성과 세포사멸이 증가함을 확인하였고 hTERT와 결합하지 못하는 HSP60 돌연변이체를 사용하여 세포사멸 억제에 hTERT-HSP60 결합이 필수적이라는 것을 규명하였다. ◦ HSP60 발현억제에 의하여 hTERT의 핵 내 이동이 억제되어 텔로미어 길이감소가 유도됨을 확인하였고 hTERT의 핵 내 이동 억제는 nuclear localization signal이 작동하지 못해 일어남을 확인하였다. ◦ hTERT와 HSP90-p23 간의 결합이 텔로머라제의 핵 내 이동에 필수적이기 때문에 이 과정에서 HSP60의 기능을 조사한 결과 hTERT가 핵으로 이동하기 위해서는 HSP60과 결합하여 단백질 폴딩이 우선 이루어져야 하며 그 후에 HSP90-p23과 결합하여 핵으로 이동한다는 가설을 제시하였다. ◦ 텔로머라제와 결합하는 단백질로 NOL1을 발굴하여 텔로머라제-NOL1 복합체가 cyclin D1의 전사를 촉진함을 확인하였다. NOL1이 tankyrase 1에 의하여 poly-ADP rybosylation되면 RNF146에 의하여 유비퀴틴화되어 단백질 분해가 일어나며 암세포에 tankyrase 1을 과발현하면 NOL1 발현양이 감소하여 cyclin D1의 전사가 감소하고 세포주기 G1/S transition이 정지함을 관찰하였다. 이 결과를 통하여 세포주기를 조절하는 tankyrase1/NOL1/cylin D1 regulatory axis가 암세포의 세포 주기를 조절하는 새로운 분자기작임을 규명하였다. 연구발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성) ◦ 텔로머라제 활성 억제제는 텔로미어 길이감소를 유도하나 hTERT의 세포보호 기능을 함께 억제하기 때문에 현재까지 항암제로 FDA에 승인된 약물은 없다. hTERT와 결합하는 단백질로 HSP60를 발굴하였으며 HSP60 발현억제에 의하여 hTERT가 핵으로 이동이 억제됨을 밝혔다. HSP60 발현억제는 hTERT의 non-telomeric 기능에는 영향을 미치지 않기 때문에 새롭고 이상적인 항암전략으로 활용될 수 있다. ◦ 텔로머라제와 결합하는 NOL1이 cyclin D1의 전사조절자로 작용하며 tankyrase 1에 의하여 poly-ADP ribosylation되어 NOL1 단백질 안정화가 감소되면 암세포에서 세포주기 G1/S transition이 정지한다는 사실을 새롭게 발견하였다. 이 결과는 NOL1 기능 제어 기술개발을 통하여 암세포에서 세포주기를 정지하는 새로운 항암 전략으로 활용될 수 있다. (출처 : 요약문 2p)
• 주관연구기관 : 연세대학교
• 발행년도 : 20210300
• Keyword : http://click.ndsl.kr/servlet/OpenAPIFullTextView?keyValue=05787966&dbt=TRKO&cn=TRKO202100017534

An evaluation technology development of nuclear power plant equipment survivability for severe accident conditions

• 연구책임자 : ㅇ 원전 안전성 강화에 따른 중대사고 환경에서의 기기생존성 평가기술 개발 □ 2022년 승인 예정인 원전 사고관리계획서 대응 목표 □ 사고관리계획서 승인 이후 우선적으로 필요한 시험 대상 및 환경 조사 (사고관리계획서 작성 조직과의 교류 수행) ㅇ 중대사고 기기생존성 평가기술 관련 평가방법론 및 실증 시험설비 개발 □ 수소연소 동반 중대사고 환경 특정(900K, 109 psig) 및 관련 시험설비 개발 □ 실제와 유사한 환경 조성을 위한 빠른 승온/승압 속도 확보에 중점을 둠 (목표: 900K / 60초, 실적: 900K / 15초) ㅇ 소재 단위(비금속재료)의 기기생존성 영향성 분석 □ 열화거동 평가 및 원전사고 환경요소가 기기생존성에 미치는 영향 분석 □ 소재 단위의 기기생존성 평가방법론 제시 ㅇ 중대사고 환경 유로기기 성능평가를 위한 유량계측 시험 및 해석 방법론 구축 (출처 : 요약 3p)
• 주관연구기관 : 한국기계연구원
• 발행년도 : 20210100
• Keyword : http://click.ndsl.kr/servlet/OpenAPIFullTextView?keyValue=05787966&dbt=TRKO&cn=TRKO202100022108

Integrative Approaches for Studying Gene Transcription Mechanism regulated by the Nuclear Pore Complex (NPC) in a Living Cell

• 연구책임자 : (1) 본 연구의 2차년도 (2020년)에는 1차년도에서 개발 및 확장한 Integrative approach를 Nuclear Pore Complex (NPC)를 통해 일어나는 유전자 전사 과정을 비롯한 여러 생명현상들에 적용하여 독창적인 생물학적 발견과 이해, 그리고 예측이 가능하도록 응용하는데 중점을 둠. (2) NPC와 크로마틴 복합체의 구조 이해: ● integrative approach를 적용하여 NPC-크로마틴의 거대 단백질 복합체의 구조를 규명하는 실험을 진행함. 이를 위해 본 연구책임자 및 협업연구자는 Cryo-EM, SAXS, Cross-linking, FRET, Super-resolution microscopy등의 생물물리 및 구조생물학적 실험 방법을 적용하여 데이터를 생성하였고, 이를 차년도에 계산과정에서 통합 활용함. (3) 다른 연구자들과 협업 네트워크 구축: ● Integrative approach는 그 사전적 의미처럼 다른 연구자들과의 교류와 협업이 무척 중요함. KAIST 송지준 / 조원기 / 장재범 / 오병하, 서울대 안광석, 미국 Rockefeller 대학 Mike Rout / Brian Chait, 미국 Stanford 대학 Wah Chiu, 미국 UT Southwestern대학 Yuh-Min Chook, 미국 UCSF대학 Andrej Sali 연구팀과 공동 실험 및 데이터 공유를 위한 협업 네트워크를 구축하였고 그 유기적 관계를 유지함. (출처 : 초록 3p)
• 주관연구기관 : 한국과학기술원
• 발행년도 : 20210100
• Keyword : http://click.ndsl.kr/servlet/OpenAPIFullTextView?keyValue=05787966&dbt=TRKO&cn=TRKO202100009405

Development of Core Technology for Oxide Reduction Process

• 연구책임자 : 비공개항목입니다.
• 주관연구기관 : 한국원자력연구원
• 발행년도 : 20210100
• Keyword : http://click.ndsl.kr/servlet/OpenAPIFullTextView?keyValue=05787966&dbt=TRKO&cn=TRKO202100016520

Development of Core Technology for Pyroprocessing Head-End Process

• 연구책임자 : 비공개항목입니다.
• 주관연구기관 : 한국원자력연구원
• 발행년도 : 20210100
• Keyword : http://click.ndsl.kr/servlet/OpenAPIFullTextView?keyValue=05787966&dbt=TRKO&cn=TRKO202100016472