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;

□ 연구개발 목표 및 내용 ￭ 최종 목표 (goal) : Self-assembly of peptide amphiphiles induced by nuclear localization for killing cancer ￭ 전체 내용 (total content for summary) : We have designed a peptide amphiphiles, which specifically target the cancer lysosome, undergoes supramolecular assembly through enzymatic cleavage governed by cathepsin B followed by lysosomal swelling. It induces the lysosomal membrane permeabilization (LMP) and damage and causes the caspase independent apoptotic death of the cancer cells selectively through disruption of plasma membrane. Moreover, it is effective in drug resistance cancer and has significant antitumor effect. ￭ 1단계(해당 시 작성) • 목표(goal) : Design and synthesis of the peptide amphiphiles, studied its self-assembly behaviour and nucleus localized assembly • 내용(content) : The peptide amphiphiles was successfully synthesized, it is localized in lysosome and undergoes cathepsin-B instructed self-assembly and forms hard and long fibers in lysosome. ￭ 2단계(해당 시 작성) • 목표 : Studied the effect on the organelle and the anticancer effect and findout the potential peptide amphiphiles • 내용 : Designed peptide causes lysosomal swelling, induces lysosomal membrane permeallization and damage, shows selective anticancer effect and effective in drug resistance cancer. Anticancer effect was confirmed through structure-activity relationship ￭ 3단계(해당 시 작성) • 목표 : Studied the mechanism of the cell death, increase of the selectivity and in-vivo study • 내용 : The peptide amphiphiles causes caspase independent apoptosis, the selectivity was further increases, which causes significant inhibition of the tumor growth. □ 연구개발성과(result) We have shown first time the lysosome localized peptide assembly for inducing selective anticancer effect, overcoming the drug resistance cancer and showcase the importance of the lysosome in developing the supramoleculer nanomedicine □ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과(effect) This work opens up a new window for the development of supramolecular nanomedicine based on lysosome targeting towards drug resistance cancer treatment. (출처 : 요약문 3p)

• 연구책임자 : Batakrishna Jana
• 주관연구기관 : 울산과학기술원
• 발행년도 : 20210600
• Keyword : 1. 리소좀 내 자기조립;캐텁신 B;선택적 암치료;약물 내성;세포 자가사멸; 2. Lyso-assembly;cathepsin-B;selective cancer treatment;drug resistance;apoptosis;

□ 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;

○ 인프라 구축환경·추진여건 및 국내외 사례분석 - 지역 환경 및 입지분석, 상위 관련 계획·정책 분석 등 - 한국원자력(연)의 지역 인프라(정읍 첨단방사선연구소,, 경주 양성자과학연구단, 기장 신형연구용 원자로) 구축사례 및 해외(JAEA, CEA)의 원자력 지역 캠퍼스 현황 분석 ○ 인프라 구축계획(안) 수립 - 사업기간 / 총 사업비 : 2021∼2025(5년) / 3,224억원(부지매입비 제외) - 사업부지 : 경상북도 경주시 감포읍 나정리·대본리 일원(1,143,773㎡) - 사업내용 : 인프라 시설(17개) 및 장비 구축 *연구기반시설(8개), 연구 지원시설(6개), 지역연계시설(3개), 연구 장비(컴퓨팅 인프라, 스마트 팹, 폐기물 처리 및 핵종분석 장치 등) ○ 인프라 단지 운영방안 - 비전 : 미래 원자력시장을 개척(First Mover)하는 「혁신원자력기술의 메카」 - 핵심 기능 : 시장지향형 소형원자력시스템(SMR) 개발·실증, 신 개념(4차 산업혁명기술) 이용 안전연구, 지역연계 원자력기술 산업화 촉진 - 인력운영계획 : 2030년까지 500명 인력 확보(경영지원 인력 100명, 연구인력 400명) ○ 인프라 구축의 경제성 분석 - 총 비용(a) : 총 27,982.2억원, ‘19년 현가 15,090.2억원 - 총 편익(b) : 총 51,529.1억원, ‘21년 현가 17,418.6억원 - B/C((현가기준, b/a) : 1.154 (순 현가 2,328.4억원) ○ 정책효과 분석 - 일자리 효과(사업수행단계 5,231명, 사업운영단계 10,091명, 간접효과 1,830명) - 지역생활여건 개선 등 : 지역소비 증대, 지역주민과의 공동체 정착 등 (출처 : 서지정보양식 311p)

• 연구책임자 : 원병출
• 주관연구기관 : 한국원자력연구원
• 발행년도 : 20210100
• Keyword : 1. 소형원자로;혁신원자력;감포연구단지;비용편익분석;예비타당성조사;연구단지;경제성;감포; 2. SMR;Innovative Nuclear;Nuclear R&D Complex;B/C Ratio;Gampo;

□ 연구개요 열대식물(Calotropis procera R. Br.) 유래 시스테인 단백분해효소(cysteine protease) 저해제(inhibitor)인 SnuCalCpI의 단백질 3차구조를 핵자기공명(nuclear magnetic resonance, NMR) 분석을 통해 도출하고, 도출된 구조 정보를 바탕으로 표적 시스테인 단백분해효소인 카뎁신 L (cathepsin L)에 대한 결합 및 저해 특성을 molecular docking simulation을 통해 평가함으로써 SnuCalCpI의 시스테인 단백분해효소 저해 메커니즘을 규명하고자 함. 최종 목표를 달성하기 위한 단계별 세부목표는 다음과 같음. ⦁ 핵자기공명 분석을 이용한 SnuCalCpI의 단백질 3차구조 규명 ⦁ SnuCalCpI의 카뎁신 L 저해 메커니즘 규명 □ 연구 목표대비 연구결과 ⦁ pET32a vector 내 overlap 클로닝 및 담배식각바이러스 단백분해효소 분절부위(ENLYFQG)를 도입하여 제조된 SnuCalCpI 삽입 pET32a vector를 대장균(E. coli BL21(DE3))에 성공적으로 형질전환 후 ¹⁵NH₄가 보충된 배지에서 발현된 ¹⁵N 표지 SnuCalCpI03 및 SnuCalCpI15 단백질을 성공적으로 분리·정제함. ⦁ SnuCalCpI는 시스테인 단백분해효소 파파인 superfamily 내 카뎁신 L 유사 단백질의 I29 도메인으로써 알파-나선 구조로 예측되는 진화적으로 보존된 유전자 서열을 가지고 있으며, 원편광 이색성 분석을 통해 전형적인 알파-나선 구조의 형태임을 확인함. ⦁ ¹⁵N-labeled SnuCalCpI 단백질의 이핵 단일 양자 일관성 분광 핵자기공명 분석을 다양한 분석 조건에서 진행하였으나 backbone assignment를 위한 전체 residue peak 관찰은 어려웠음. 따라서 SnuCalCpI 유전자 서열을 바탕으로 trRosetta 딥러닝 기반의 molecular modeling을 통해 SnuCalCpI의 단백질 3차구조를 성공적으로 규명함. ⦁ SnuCalCp03 및 SnuCalCp15으로부터 I29 도메인인 SnuCalCpI 구조만 선택적으로 추출하여 카뎁신 L (3F75) 구조 내 C1A 도메인과의 molecular docking simulation을 PIPER 알고리즘이 탑재된 ClusPro를 기반으로 진행하였고, SnuCalCpI의 ERFNIN 및 GNFD 모티프로 이루어진 알파-나선 구조가 카뎁신 L의 활성 부위에 경쟁적으로 결합함으로써 효과적으로 저해할 수 있음을 밝혀내었음. □ 연구발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) 본 연구개발과제는 열대식물로부터 발굴된 카뎁신 L 저해 기반의 신규 천연 항암 소재인 SnuCalCpI의 작용 메커니즘을 분자적 수준에서 구조학적으로 규명함으로써, 기존 화학약품 소재의 내성, 체내 잔류, 부작용 등의 한계를 극복하면서 항종양능을 보유한 천연암 전이 억제제의 활용가능성을 높여줄 수 있는 과학적 근거를 마련함. (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 장판식
• 주관연구기관 : 서울대학교
• 발행년도 : 20210300
• Keyword : 1. 시스테인 단백분해효소 저해제;저해기작;구조분석;핵자기공명 분광 분석법;분자결합 모의실험; 2. Cysteine protease inhibitor;Inhibition mechanism;Structural analysis;NMR spectroscopy;Molecular docking simulation;

국가 핵주기 핵심 시험시설인 조사후연료시험시설이 사용후핵연료 관련 연구개발 및 산업체의 원활한 지원, 시설의 시험 역량 강화의 목표를 완수하기 위해서는 무엇보다도 시설안전이 전제되어야 한다. 2018년부터 2020년 3년간 핫셀시설 전문인력의 배치, 설비 유지보수 및 안전점검의 철저한 이행을 통해 “시설무사고 안전운전”을 달성하였다. 다양한 시험요구에 부응하고 조사후시험 역량을 강화하기 위한 노력 또한 계속되었다. 첨단 시험수요를 만족시키기 위해 핫셀 비파괴시험 계측시스템 설계, 조사피복관 기계시험용 차폐 글로브박스 설계 및 제작 등 다양한 시험기술 개발과 노후 시험장비의 개선이 각 분야에서 이루어졌다. 이 밖에도 다양한 분야에 걸쳐 유관업무가 추진되었다. 2019년에는 법정검사인 KINS 사용후핵연료처리사업 정기검사를 수검하여 1건의 지적사항을 발급받고 후속조치를 완료하였고, 2020년에 KINS 품질보증검사를 지적사항 없이 성공적으로 수검하였다. 또한 3년간 국제원자력기구의 핵물질 정기사찰 및 단기통보 불시사찰에서 단 한건의 지적사항도 없었다. 3년간 신규 핵연료 반입이 지속되지 않으면서 관련 시설 이용율은 감소하였으나, 시설이 보유한 핵연료를 통해 저연소도 사용후핵연료의 장기 건식저장 열화평가를 수행하였고, 사용후핵연료 특성평가를 위한 핫셀시험 체계를 구축하였다. 국가적인 사용후핵연료 관리방안이 결정되고 중간저장 및 처분이 추진되는 시기에 사용후핵연료 특성 검증시설로 본 시설의 활용성이 높아질 것으로 기대한다. (출처 : 서지정보양식 - 초록 219p)

• 연구책임자 : 권형문
• 주관연구기관 : 한국원자력연구원
• 발행년도 : 20210100
• Keyword : 1. 사용후핵연료;조사후시험;핫셀;시설운영;조사후연료시험시설;유지보수;정기검사;핵물질 사찰;개량핵연료 조사후시험;구조부품 핫셀시험;연료봉; 2. post irradiation examination;hot cell examination;spent fuel;poolside examination;facility maintenance;periodic inspection;advanced fuel PIE;

본 단계(2018 ~ 2020년) 연구개발의 목적은 핵물질공정시험기반시설 설비유지 및 기술 개발을 통해 시설의 안전을 유지하고 성능을 개선하는 것이다. 이를 통하여 핵물질을 이용한 대형 시험기반을 제공하고 지원하는 성과를 달성할 수 있었다. PRIDE 아르곤셀은 성공적인 공정시험을 위하여 산소 및 수분이 엄격하게 제어되어야 한다. 또한 아르곤셀은 원격으로 운전하거나 유지보수를 위한 원격수단이 요구되며, PRIDE에 설치된 원격수단에는 원격조작기, 장비이송시스템, 특수크레인, 피드쓰루 등이 있다. PRIDE 시설에서 시설운영설비 일상점검을 실시해 아르곤셀 내부 환경을 유지관리하고, 문제점 발생 시 해당 장비 유지보수를 실시하였다. 시설 운전설비에 대하여 예방 및 안전점검 활동으로 시설 운전설비 예방점검 실시, 시설 설비 점검 및 유지보수를 수행하여, 실험실 안전, 방사선 안전 및 화재등의 법적요건을 준수하였다. 핵주기실험연구동에서는 배기팬 인터버 증설 연결, 온도·차압·배기풍량 측정 장치 설치, 틈새막이 커버설치, 누유 받침 트레이 설치, 배기팬 유지보수 등 시설 개선 및 안전관리 강화를 위해 노력했다. 핵물질과 방사선폐기물관리를 안전하게 관리하기 위해 시설의 안전관리책임자 선임 및 관리기록부(NM 사용시설관리기록부) 운영 체계를 구축하였다. 핵물질관리 및 안전조치이행을 위하여 연구원 시설 간 핵물질 이동 시 핵물질의 형태 및 양의 측정·관리하였으며, 이를 통해 국가 및 IAEA의 사찰 수검 시 정확한 안전조치 이행 정보를 제공하였다. (출처 : 서지정보양식 - 초록 77p)

• 연구책임자 : 조일제
• 주관연구기관 : 한국원자력연구원
• 발행년도 : 20210100
• Keyword : 1. 핵물질;시설운영;대형아르곤셀;원격운영장치;안전조치이행; 2. Nuclear Materials;Facility Operation;Large Argon Cell;Remote Handling Equipment;Safeguards Implementation;

○ 본 연구는 연구원의 장기적 발전에 기여할 혁신 R&D 도출 및 전략 제시를 위해 국가원자력 R&D 정책의 수립을 지원하고, 연구원 新 연구개발 방향 제시 및 내부역량 강화를 위한 체제를 마련하였으며, 사회적 수용성 기반 원자력 R&D 환경 조성 연구를 수행하였음 ○ 국가 원자력 R&D 정책 수립 지원에 있어 제6차 원자력진흥종합계획 수립의 기본방향을 수립·보고하고 정부의 원자력 R&D 부문별 실행전략 수립을 지원하였음 ○ 이와 함께 정부 정책 변화 등 대외 환경변화를 적기 반영한 연구원의 신 연구개발 방향을 수립하였으며 연구원의 성과제고를 위한 기술메모(Technical Memo)를 기획·도입하여 과책 주도의 성과 관리 시스템을 구축하였음 ○ 또한, 사회적 수용성 기반의 원자력 R&D 환경을 조성하고자 중저준위 방사성폐기물 종합관리 전략 및 사용후 핵연료 발생지 반환 기반 구축 전략을 수립하였으며, 원자력 현안에 대한 전문적인 보고서(원자력 정책 브리프 리포트)를 작성·배포하였음 (출처 : 서지정보양식 - 초록 171p)

• 연구책임자 : 이종희
• 주관연구기관 : 한국원자력연구원
• 발행년도 : 20210100
• Keyword : 1. 원자력 R&D 정책;혁신 R&D;연구개발 전략;성과 제고;기술메모;사회적 수용성;원자력정책 브리프리포트; 2. Nuclear R&D Policy;Innovation R&D;R&D Strategy;Strengthen performance;Technical Memo;Public acceptance;Nuclear policy Brief Report;

산업계에서 친환경 바이오소재의 수요는 갈수록 증가하고 있으며, 이에 따라 국내에서도 관련 분야 산업에 대한 연구의 필요성이 증가하고 있다. 따라서 산업소재용 신품종을 개발하는 연구를 진행하게 됨으로서 국내 종자산업 경쟁력을 강화시키고, 바이오 산업소재 기술 개발을 통한 국내 신산업 육성 기반을 조성하는 것을 목적으로 하며 이와 동시에 방사선 육종 연구 체계화를 위한 데이터베이스 구축 역시 목적으로 하여 본 과제를 진행하게 되었다. 성과목표 1. 「바이오소재용 유전자원 개발」 분야에서는 식물/미세조류/균이류에 대한 돌연변이 유전자원을 개발하여 소재 또는 bioremediation 쪽에서 유용 형질을 가진 우수 변이체를 선발하고, 이들 우수형질에 연관된 분자 마커를 개발하고 돌연변이 매커니즘을 규명하는 작업을 수행하였다. 성과목표 2. 「방사선육종 유전자원 바이오소재 특성 분석 연구」 분야에서는 바이오소재 자원의 물성평가와 유용물질 생산에 관련된 기초연구를 수행하였으며, 식물 및 미세조류 자원의 bioremediation의 효율성을 평가하는 기초연구도 수행하였다. 성과목표 3. 「유전자원 관리시스템 및 빅데이터 DB 구축」 분야에서는 작물별 신규 오믹스 데이터를 업데이트 하고 수집한 자료들을 표준화하였으며, QR코드를 이에 연동하여 방사선육종 빅데이터 데이터베이스를 구축하였다. 해당 과제의 결과물은 추후 방사선육종 신품종의 산업소재 활용을 위한 협력연구의 기반이 될 것으로 기대된다. 추후 바이오 산업소재를 활용하는 신산업분야 발전과 방사선육종 자원 분양을 통한 농가의 소득증대 및 지역 특화 산업의 발전에도 기여하게 될 것이다. (출처 : 서지정보양식 - 초록 147p)

• 연구책임자 : 안준우
• 주관연구기관 : 한국원자력연구원
• 발행년도 : 20210100
• Keyword : 1. 바이오소재;산업소재;방사선육종;바이오리메디에이션;유전자원은행; 2. Biomass;Biomaterial for industry;Radiation Breeding;Bioremediation;Genebank;

방사선의생명 연구의 체계적인 연구 환경과 실용화 시스템 확립을 위한 방사선반응제어기술은 방사선의학의 취약한 부분인 방사선생물자원 구축 및 방사선반응데이터 확보에 주력하고, 경쟁력있는 방사선치료저항성 신규 바이오마커 대량 발굴과 검증 연구를 강화하며, 이 기반을 통해 실용화 가능한 치료신약개발을 활성화하였음. 치료신약개발을 위하여 형광표지 단백질 기반 고속대량탐색 시스템(HTS), 3차원 배양 종양오가노이드모델 기반 HTS, 분비단백질 SEAP기반 등의 약물분석 시스템 확립을 통해 신규 타겟 표적의 first-in-class 물질 5종 이상 발굴, 검증 완료함. 또한 방사선민감물질을 개발하여 1건의 기술이전 완료함. 방사선에 의한 정상세포 손상을 억제할 수 있는 표적 발굴로는 혈관손상인자 타겟의 보호제 후보물질 2종과 피부세포 보호효과가 있는 물질 1종, 정상 폐 섬유세포 보호 후보물질 2종을 발굴하여 효능 평가 및 약물 최적화 과정을 거치며 신약 개발을 추진 중임. 방사선의생명 인프라 구축을 위하여 뇌암, 폐암, 유방암 세포주 및 환자 암세포를 대상으로 방사선 저항성 세포주를 제작하였고 검증된 세포주의 방사선저항성 바이오데이타를 확보하였음. 또한, 방사선저항성 종양줄기세포를 이용한 인체종양이식 마우스 동물모델(뇌암 orthotropic 모델)을 확립하여, 방사선저항성 종양 및 혈관 추적 모델을 구축하였고 이 동물모델을 이용한 방사선반응 측정 및 치료 약물 검색시스템 개발을 진행하였음. (출처 : 요약서 3p)

• 연구책임자 : 김광석
• 주관연구기관 : 한국원자력의학원
• 발행년도 : 20210200
• Keyword : 1. 방사선치료;바이오마커;분자진단;방사선 신약;방사선민감;방사선보호; 2. radiotherapy;biomarker;molecular diagnosis;radiation medicine;radiosensitivity;radioprotectant;