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 각종시험지원 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 - 초록 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;

□ 연구개요 PCM/SiC 기반 열에너지 저장 및 방출 합성골재의 개발 ● 1차적으로 상변화물질을 활용 에이징 및 진공기법을 통한 함침골재의 개발 ● 2차적으로 상변화물질이 함침된 골재의 표면위에 실리콘 카바이드를 활용하여 표면에 코팅하여 열전도성을 향상시키면서 기계적인 성질이 향상된 합성골재의 개발 개발된 PCM/SiC 기반의 합성골재를 함유한 콘크리트의 열에너지 저장 성능 및 내구성, 기계적인 성능평가 ● 개발된 에너지 저장 및 방출 합성골재가 함유된 콘크리트 모의 부재 제작을 통한 외기온도에 따른 실내 온도 특성분석 (기후변화에 따른 에너지저장 및 방출) □ 연구 목표대비 연구결과 ■ 개발된 PCN/SiC 기반의 합성골재가 함유된 콘크리트의 압축강도 특성을 살펴보면 콘크리트는 구조재료로서 일정한 소요강도 요구되는 재료이다. 개발된 합성골재는 일반 골재에 비해 시멘트 페이스트와의 부착력이 떨어지고 강도가 약한 재료를 코팅했기 때문에 물리적인 성질은 감소된다. 결과를 보면 일반 골재가 함유된 공시체에 비해 개발골재가 함유된 공시체의 압축강도가 10~25% 이상 감소하는 경향을 나타냈다. 하지만 설계기준강도를 만족하는 결과를 나타냈기 때문에 건설재료 사용하기에는 적합하다는 결론을 도출하였다. ■ 실험결과 일반 콘크리트 보다 열에너지 저장 콘크리트가 온도를 평균 5℃ 낮추어 주는 것을 확인하였다. ■ 내부의 온도는 10℃ 이상 높으면서 외기로 배출되는 열기를 저장하고 있기 때문에 실내에는 온도가 5℃ 이상 낮은 결과를 보였다. ■ 따라서 개발된 열 에너지 저장골재를 콘크리트에 함유하게 되면 외부로부터 발생되는 온도를 저장하여 내부에 침투가 되는 온도를 줄여 여름철 실내를 보다 쾌적하게 유지할 수 있다는 결론을 도출하였다. □ 연구개발결과의 중요성 ■ 개발하고자 하는 골재의 주된 목적은 여름철 열 에너지를 저장해서 외기에 온도를 내부로 들어가는 것을 막고 온도를 낮추어주는 것을 목적으로 연구를 진행하였다. ■ 이를 통해 산정된 결과를 보면, 여름철 시즌에 평균적으로 5℃ 이상 온도를 낮출 수 있고, 에너지 소비량은 여름철 900~1,200kWh 이상 절약할 수 있다는 결론을 도출하였다. ● 연구개발을 통해 얻어진 결과로 정부에서 추진하는 제로에너지의 의무화 기술에 적합하다는 결론을 도출하였다. (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 김홍기
• 주관연구기관 : 한양대학교
• 발행년도 : 20210200
• Keyword : 상변화물질;열에너지 저장;제로에너지;실리콘 카바이드;

◦ 연골세포 (chondrocyte)와 활막세포 (synoviocyte)를 면역조직염색법을 수행하여 확인함 ◦ pro-inflammatory cytokine인 CXCL1 /GRO-á, ICAM-1/CD54, IL-6, IL-8 총 4가지를 선별함. ◦ 저선량 방사선 조사 후 cytokine 들의 mRNA발현 변화는 무의미함 ◦ 저선량 방사선 조사 후 cytokine, ICAM1과 IL-8의 단백질 발현 변화는 조절됨을 확인함 (출처 : 요약서 3p)

• 연구책임자 : 손태건
• 주관연구기관 : 동남권원자력의학원
• 발행년도 : 20210100
• Keyword : 1. 저선량(률) 방사선;항염증 효과;연골 세포;활막 세포;염증 유발 단백질; 2. low-dose (rate) radiation;anti-inflammation;chondrocyte;synoviocyte;cytokine;

▢ 세포주 및 동물모델을 이용하여 저선량 및 저선량률 방사선에 의한 생체 영향 확인 및 기전 연구 수행 ○ 저선량률 chronic exposure (3.4mGy/h)그룹이 고선량률 조사 (50.9Gy/h) 그룹보다 정자의 생성 및 기형률에 더 많은 피해를 준다는 사실을 확인함 ○ 생쥐 소장에서 저선량 방사선에 의해 발현이 유도되는 G6PC2와 MUC6가 저선량 방사선 (100mGy 이하) 특이적으로 발현이 유도됨을 확인함 ○ 저선량 방사선 생체 영향 연구를 위해, extracellular vesicle의 분리 조건 및 검증조건을 확립함 (출처 : 요약서 3p)

• 연구책임자 : 이창근
• 주관연구기관 : 동남권원자력의학원
• 발행년도 : 20210100
• Keyword : 1. 저선량 방사선;선량률;고환;세포바깥소포체; 2. low-dose radiation;dose-rate;testis;extracellular vesicles;

1) 특정 유전변이를 가지는 세포 모델을 이용한 약물 및 방사선 반응성 연구 - 특정 유전변이를 가지는 세포 주에서 제어 기전 연구 - 특정 유전 변이에 의해 생성된 종양 형성 세포에서 방사선 민감도 연구 2) 장오가노이드 모델 구축 및 세포분비물질 유래 신규 항암 치료 물질 동정 - 장세포 분화 및 장오가노이드 모델 확립 - 방사선 조사에 의한 세포 분비물질의 분비 및 특성 분석 (출처 : 요약서 3p)

• 연구책임자 : 최시호
• 주관연구기관 : 동남권원자력의학원
• 발행년도 : 20210100
• Keyword : 1. 유전자 가위;유전변이;간암;종양 줄기 세포;방사선;오가오노이드; 2. CRISPR;mutation;liver tumor;cancer stem cells;radiation;organoid;

1. 방사선안전관리 시스템을 적용하여 2020년 방사선안전관리 운영사업을 진행하였다 2. 방사선작업종사자의 피폭선량은 전년과 동일하게 핵의학과를 제외한 모든 부서의 피폭선량은 기록준위(자연방사선량률) 이하를 기록하였고 핵의학과의 종사자들의 1~3분기 동안의 집단선량은 4.82 mSv , 방사성동위원소를 직접 투여하는 간호사의 피폭선량이 1.35 mSv 로 가장 높았다. 3. 작업자의 건강검진은 대한산업보건협회 및 원내에서 실시하였고 피폭에 의한 건강이상자는 없었다. 4. 작업자의 교육은 신규와 정기를 구분하여 기본 교육 및 직장교육을 원자력안전법에 의거하여 시행하였고 수시출입자는 직장교육을 시행하였다. 5. 방사선안전관리자 부재시 방사선안전관리자 대리자를 지정하여 사업을 수행하였다. 6. 고체 방사성폐기물을 자체폐기하였으며 액체방사성폐기물은 방사능농도 측정 후 배출기준 제한값 이하일 경우 환경에 배출하였다. 7. RI 치료병실의 환자수 감소에 따른 사용방사능 양의 감소로 인하여 해당 배수배관의 누설방사선량률은 자연방사선량률을 기록하였다. 8. 밀봉방사성동위원소의 보안 시설을 운영하여 방사선 테러등과 같은 방사선사고에 대비하였다. 9. 한국원자력안전기술원에서 시행하는 정기 검사는 면제받았다. 10. 2020년에 기록된 결과물들은 국가 의료 방사선안전관리 정책수립을 위한 기초자료로 활용가능하다. (출처 : 요약서 3p)

• 연구책임자 : 김정기
• 주관연구기관 : 동남권원자력의학원
• 발행년도 : 20210100
• Keyword : 1. 방사선안전관리;방사선장해방어;종사자;피폭선량;교육;방사성동위원소보안관리;정기검사;방사선사고;건강진단;방사선작업종사자;방사성폐기물; 2. Radiation safety and management;Radiation workers;Radiation dose;education;Radioisotope security system;Regular investigation once a year. Radiation accident;Solid radioactive waste.;Protection of radiation effects;R.I security system;Regular investigation;Radiation waste;

1) 히스톤 변형체인 mH2A2에 의한 유방암 악성화 제어 기전 연구 - mH2A2의 발현 패턴과 유방암 악성화간의 상관관계 조사 - mH2A2의 조절이 유방암줄기세포에 미치는 효과 조사 - mH2A2에 의한 유방암 악성화에 관여하는 하위 표적 유전자 발굴 2) 후성유전학 조절 인자인 G9a에 의한 유방암 전이 변화 연구 - 유방암에서 G9a 발현 저하에 의한 BMP5 단백질의 발현 증가 관찰 - 유방암에서의 BMP5의 증가로 인한 이동성/침윤성 감소함을 관찰 - BMP5 증가로 인한 MCF-7 세포주의 방사선 저항성 감소 관찰 3) BRD4와 콜레스테롤 조절 인자의 종양 악성화 제어 기전 연구 및 방사선 치료 효율 증진 연구 - 간암세포주에서 BRD4에 의한 콜레스테롤 조절인자인 HMGCS1 및 HMGCR 발현비교 - 간암세포주에서 BRD4 조절에 의해 지방산 대사에 관여하는 유전자 발현 확인 - BRD4 발현 조절에 의한 지방방울(Lipid Droplet)형성에 미치는 영향 확인 4) Rg3의 FM3A 마우스 유방암 세포주에서 방사선 민감성 유도 효능 평가 - 유방암 세포주에서 Rg3가 방사선 민감성에 미치는 영향 연구 - 유방암 세포주에서 Rg3의 방사선에 의한 세포사멸 영향 연구 - 유방암 세포주에서 Rg3의 세포 침윤에 미치는 영향 연구 (출처 : 요약서 3p)

• 연구책임자 : 최유진
• 주관연구기관 : 동남권원자력의학원
• 발행년도 : 20210100
• Keyword : 1. 종양줄기세포;후성유전학;암대사;면역세포; 2. cancer stem cell;epigenetics;cancer metabolism;immunotherapy;

□ 연구개발 목표 본 연구에서는 미래전장에서의 다양한 첨단무기체계 공격에 대응할 수 있는 복합, 고성능 알루미늄기지 방호 소재를 개발하기 위하여 - 다양한 강화상 및 비금속 원자가 함유된 알루미늄기지 하이브리드 소재의 방호성능에 대한 국내외 기술조사를 실시하고, - 조합실험, 기계학습, 인공지능 설계의 방법으로 복합 방호 성능에 최적화된 강화상 및 비금속 원자가 분산된 알루미늄기지 하이브리드 소재를 설계하며, - 3D Printing 및 주조/성형 공정을 통해 복합 방호용 알루미늄기지 하이브리드 소재를 구현할 수 있는 기술을 확보하고자 한다. □ 연구개발 내용 1) EMP, 방사능, 충격파 대응 알루미늄기지 하이브리드 소재 기술조사 2) 논문, 특허 등 기존 문헌에 근거한 알루미늄 하이브리드 소재 DB 구축 3) 조합실험을 통한 다양한 알루미늄기지 하이브리드 소재 DB 확장 4) 기계학습 및 인공지능 설계를 통한 소재 조합 최적화 및 복합 방호용 하이브리드 소재 설계 5) DED (Direct Energy Deposition)기반 알루미늄기지 하이브리드 분말을 3D Printing 기술 개발 6) PIT (Powder-in-tube) 기법 및 고에너지 주조법을 활용한 알루미늄기지 하이브리드 분말의 주조/성형 기술 개발 7) FSW (Friction stir welding) 기반 이종 소재간의 접합 기술 개발 등을 통해, 다수의 방호 영역에 동시 적용될 수 있는 새로운 소재를 개발하고, 이를 부품화할 수 있는 기초 기술을 확보하고자 한다. □ 활용계획 및 기대효과(응용분야 및 활용범위 포함) - 고기능화/첨단센서화가 예상되는 미래의 전장에서 주도권을 확보할 수 있도록, EMP, 방사능, 충격파 등 미래형 첨단무기체계에 대응할 수 있는 방호소재 원천기술 확보 - 고강도, 고강성, 전자파차폐, 에너지 흡수등 다양한 기능성을 지는 경량하이브리드 소재 개발에 따른 민간분야 (미래 모빌리티, 원자력발전구조재, 전자파차폐소재 등) 응용 - 나노소재분야 인력 양성 (출처 : 요약문 3p)

• 연구책임자 : 최현주
• 주관연구기관 : 국민대학교
• 발행년도 : 20211200
• Keyword : 1. 알루미늄;복합소재;마찰교반용접;적층제조;전자기 펄스;충격파;방사능;주조; 2. Aluminum;Composites;Friction Stir Welding;Additive Manufacturing;Electromagnetic Pulse;Shock Waves;Nuclear Radiation;Casting;

□ 연구개발 목표 대형 에너지 저장장치의 수요가 증가함에 따라 높은 안전성과 낮은 비용, 고성능 수계 전해질 기반의 이차전지 기술이 요구된다. 본 연구는 다양한 방사광 X-선 분석기술 중 특히 X-선 회절과 이미징 기법을 활용하여 이온전지의 반응 메커니즘을 연구함으로써 수계 전해질 기반 신규 이차전지 메커니즘을 제시하는 것을 목표로 한다. 고전압 수계 이차전지 시스템 개발을 위해서는 전극 소재와 전지 구조의 분석 기술이 뒷받침되어야 한다. 따라서 본 과제에서는 수계 이온전지 유망 전극 소재를 발굴하여 방사광 X-선 기반 전극 소재 고도 분석을 거쳐, 실시간 분석법을 개발함으로써 수계이온전지 이온 삽입 탈리에 따른 동적 프로세스를 이해하고자 한다. □ 연구개발 내용 ○ 방사광 X-선 분석기술 기반 고전압 수계 이온전지 소재 분석 연구 ■ High resolution synchrotron X-ray diffraction(SXRD)을 통한 수계 이온전지용 소재의 결정구조 해석 ■ 다중이온 전달기반 전지 소재 분석을 위한 Transmission X-ray Microscopy(TXM) 기법 - 비파괴 3D imaging을 통한 particle morphology 및 전극 구조 해석 - 수계 이온전지 충방전에 따른 Zn 음극 표면 변화 관찰 ■ CDI(Coherent Diffraction Imaging) 기법을 이용한 nanoscale 입자 단위의 구조 변화 해석 - Bragg Diffraction과 CDI를 결합하여 결정상 단일 입자의 3D 영상을 통해 strain과 입자 내부 결함 등의 해석이 가능한 분석 기술 적용 ○ 방사광 X-선 실시간 분석법 기반 수계 이온전지의 다중이온 삽입 탈리에 따른 동적 프로세스 분석 ■ In situ SXRD 분석법 기반 충방전 중 소재의 결정구조 변화 해석 ■ 전지 충방전 중 이온 삽입과 탈리에 따른 실시간 XANES (X-ray Absorption Near-Edge Structure) mapping 분석 기술 ■ 수계 이온전지 사이클 유지 및 퇴화에 따른 반응 메커니즘 분석을 위한 방사광 X-선 기반 실시간 분석 기술 개발 □ 활용계획 및 기대효과(응용분야 및 활용범위 포함) 넓은 영역대의 X-선이 높은 휘도로 제공되는 방사광은 각종 산업에서 기대되는 나노·미래 소재의 격자구조, 전자구조, 나노스케일의 실상 이미지를 알아내고 이를 다양한 연구 분야에 적용해 오고 있다. 신규 이차전지 개발은 새로운 메커니즘을 요구하며, 이를 위해서는 전반적인 이차전지 기술에 대한 심도 깊은 이해가 필요하다. 따라서 본 연구에서 개발한 방사광 X-선 기반 분석기술은 향후 타 이차전지 시스템의 이해에 광범위하게 적용 가능하다. 또한 신규 이차전지 시스템 개발과 고도분석 기술 연구가 병행됨으로써 도입기인 수계이차전지 관련 원천기술을 선점하여 급증하는 에너지저장장치 주요 저장원으로의 응용을 기대할 수 있을 것이다. (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 정영화
• 주관연구기관 : 포항공과대학교
• 발행년도 : 20211200
• Keyword : 1. 방사광;엑스선 회절;엑스선 이미징;전극 소재;실시간 분석;동적 프로세스;수계전지;이온전지 반응; 2. Synchrotron Radiation;X-ray Diffraction;X-ray Imaging;Electrode materials;In-situ Analysis;Dynamic Process;Aqueous Batteries;Ion Batteries Reaction;

- 대기, 해양, 육상, 빙권의 기후변화감시요소 관측 자료의 융합정보 시스템 구축 기술 고도화 - 지상, 위성, 해상, 항공 관측 자료 융합에 따른 양질의 기후변화감시자료 활용 기술 확보 - 기후변화감시요소와 기후시스템의 변화경향 및 변동성에 대한 상호 기여도의 정량적 평가기술 확보 - 다양한 국내외 기관에서 수집하고 재생산한 자료를 일괄적으로 수집 및 가공함으로써 국내연구기관 및 현업기관에서의 활용 - 기후변화감시요소와 대규모 기후시스템과의 상호연관성 분석 (출처 : 요약서 3p)

• 연구책임자 : 김상우
• 주관연구기관 : 서울대학교
• 발행년도 : 20210300
• Keyword : 1. 기후변화 감시요소;관측 자료;기후시스템;장기변동;상호 연계성; 2. climate change monitoring element;observation dataset;climate system;long-term trend;interrelationship;