Project Management for Sodium-cooled Fast Reactor Development

• 연구책임자 : 본 SFR 연구개발 사업관리 (단위)과제는 사업운영과 기술관리로 나뉜다. 사업운영 업무는 크게 사업운영(사업예산 평가·확보, 사업과제 협약·정산, 사업과제 발굴, 운영위원회 운영·관리, ANL 공동설계, 연구원과 공조), 정책개발 (국가 에너지 믹스, 사용후핵연료 법제화, 미래원자력 장기전략, SFR도입 시나리오 및 편익분석, 파이로 및 TRU 연계), 중장기 계획 수립 (장기 미래원자력 로드맵, 원자력 진흥종합계획), 대외홍보 (홍보자료 제작·배포, 기술전시회 참가, 홈페이지 관리) 등의 주요 업무로 구성되어 있다. 기술관리 업무는 크게 인허가 지원 (인허가 추진전략 수립, 인허가 문서관리, 규제기관과 협력 등), 기술관리(품질보증, 사업공정관리, NSSS-BOP 연계관리, 설계문서 관리 등), 기술기획 (사업과제 실적ㆍ계획 평가, 사업과제 기획 등), 국내ㆍ외 협력 (ANL 공동설계, 국제협력, 국외 전문가자문회의 운영, 국내 전문가 자문회의 운영 등)의 4가지 주요 업무로 구성된다. (출처 : 서지정보양식 70p)
• 주관연구기관 : 한국원자력연구원
• 발행년도 : 20210300
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A study Automated Optimization method for Intensity-Modulated Radiotherapy

• 연구책임자 : □ 연구개발 목표 및 내용 ￭ 최종 목표 자동화된 역방향 세기조절 방사선 치료(Intensity-Modulated Radiotherapy: IMRT) 최적화 기법을 개발하고 후향적 임상평가를 통해 임상 적용 가능성과 안전성을 평가 ￭ 전체 내용 자동화된 역방향 세기조절 방사선 치료 방법을 개발하기 위해 필요한 세부 기술, DICOM 의료영상처리, 방사선 치료선형가속기 모델링, 자동구획 기법, 선량평가 및 최적화 기술을 확립한다. 확립된 기술을 통합하여 세기조절방사선 치료의 자동화를 실현한다. 적용된 방법에 실제 임상 데이터에 이용하여 세기조절 방사선 치료계획을 구성하고 통상적인 입체조형 방사선치료의 결과와 비교하여 임상 적용 가능성을 평가한다. 또한 적용된 기술의 실제 전달선량과 계획 선량을 비교 평가하여 안전성을 평가한다. □ 연구개발성과 연구과정을 통해 DICOM 의료데이터의 시각화, 방사선 치료 선형가속기를 모델링하고 이를 이용하여 세기조절 방사선 치료 타겟 자동구획 방식을 구현함. 구현된 방식은 실시간으로 구획 및 변조가 가능하도록 설계되었으며 MLC aperture 와 block의 다층구조로 형성하여 치료 중 불필요한 조사 범위가 최소화되도록 설계함. 구현된 방식을 실제 임상데이터에 적용하여 3D 입체조형 방사선 치료와의 선량분포 비교평가를 통해 임상적용 가능성을 평가하였음. 평가결과 자동구획 타겟을 이용한 세기조절 방사선 치료의 결과는 통상적 치료 대비 선량분포의 일치도 및 균질성이 의미있게 개선되었고, 정상장기 조직의 보존능력이 향상됨을 확인하였음. 또한 전달선량과 계획 선량의 정확성을 평가하기 위하여 세기조절 방사선 치료의 photon fluence의 simulation 방법을 구축하고 결과를 상용 치료계획시스템의 계획 선량 및 실제 전달선량과 비교하고 다양한 조건에서 실측하여 개발된 방식의 안전성과 정확성을 평가하였음. □ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 본 연구에서 도입한 방식은 세기조절 방사선 치료의 준비에 소요되는 시간과 자원, 비용을 효과적으로 감소시키면서도 일반 입체 조형 방사선 치료 대비 치료의 품질을 향상시킬 수 있는 효율적인 방법으로 판단됨. 실제 임상에 적용될 경우 치료의 질적 향상과 함께 기술적 부가가치의 창출도 가능할 것으로 판단됨. (출처 : 요약문 2p)
• 주관연구기관 : 국립경상대학교
• 발행년도 : 20210600
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Neutron source technology development for producing high energy and flux

• 연구책임자 : 국제적으로는 이동 및 현장설치가 가능한 소형 고속중성자원의 다양한 산업적 응용과 대용량 체적형 고속중성자원의 개발이 활발히 이루어지고 있으며, 이를 활용한 방사선 촬영, 동위원소 생산, 핵융합재료 연구 등의 수요도 지속적으로 증가하고 있다. 국내에서도 고속중성자 활용기술 개발과 국방, 산업, 의료분야에서의 추가적인 활용을 위한 다양한 중성자원의 개발이 필요한 상황이다. 이러한 환경에 대응하기 위해 본 연구는 현장설치형의 다선량 고속중성자원 기술 확보를 목표를 하고 있으며, 이번 단계에서는 10¹⁰ n/s급 소형중성자원 개발을 시작하였다. 100 kV 고전압 절연 도파관의 개발, 고주파 전력의 전송효율 향상을 위한 능선형 매칭 도파관 개발, 최적의 자장 구조 연구를 통해 290 mA/cm²/kW의 효율을 가진 국내 최고수준의 고효율 전자싸이크로트론공명 플라즈마원 개발 완료하였다. 능동형 냉각 시스템 구조를 가진 4극 전극형의 빔인출 가속부를 개발하였으며, 최대 100 kV /100 mA 빔전력 인출 성능을 검증하였다. 또한 고속 중성자원 차폐 설계를 통해 고속중성자 차폐 설계를 위한 원천 기술을 확보하였으며, 10 kW급의 고열부하를 견디는 냉각형 Ti-Cu 고체 타겟을 개발하여 성능을 검증하였다. 이러한 결과를 통해 국내 최고수준의 10¹⁰ n/s급 소형고속중성자원 원천기술을 확보할 수 있었다. 또한 중성자 수요 및 이용그룹 활성화를 위해 국내외 연구그룹(KCANS, UCANS) 등을 주도하거나 IAEA CRP, 비파쇄 중성자원, 방사선기기 그룹 활동 등에도 참여하였다. 본 연구를 통해 획득된 기술을 바탕으로 Cf-252 대체 핵연료검사시스템, 시멘트분석시스템 산업화와 같은 다른 과제를 도출중이다. (출처 : 서지정보양식 193p)
• 주관연구기관 : 한국원자력연구원
• 발행년도 : 20210100
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Research of radiation medicine based on laboratory animals

• 연구책임자 : ○ 원내 동물실험진행 총괄 - 동물실험윤리위원회 운영, 동물실험계획서 심의 ○ 특정 병원균부재 (Specific Pathogen Free) 사육환경유지 - 정규·비정규 미생물모니터링, 낙하균 검사, 수질검사 수행 ○ 안정적 실험동물 인프라 운영 - 성능적격성평가, 시험·조정·평가 ○ 동물실험 전 과정 수행 지원 - 온라인신청시스템 운영, 유지, 보수 - 연구자 대상 교육 (윤리교육, 이용자교육, 공용장비 사용 교육) ○ 방사선의학연구 경쟁력 강화 - 공용장비 인프라의 체계적 관리 - 실험동물용 방사선장비 구축 및 운영 ○ 동물실험 인프라 역량 고도화 - 방사선연구 특화 동물 모델 확립 - 외부수탁과제 수행 (출처 : 요약서 3p)
• 주관연구기관 : 한국원자력의학원
• 발행년도 : 20210200
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Development of advanced binary-collision approximation code for radiation damage analysis of nuclear materials

• 연구책임자 : 연구개요 SRIM과 같이 이체충돌근사(binary-collision approximation, BCA)를 사용하는 코드는 핵재료의 방사선 손상 시뮬레이션에 널리 사용된다. 기존의 BCA는 결함의 미세 구조에 대한 정확한 정보는 제공하지 않는다. 결함의 미세 구조는 방사선이 재료 특성에 미치는 영향을 추정하고 결함의 장기적 진화를 예측하는 데에 필요한 중요한 정보이다. 본 연구과제에서는 기존 BCA의 약점을 극복하고 방사선 효과를 더 잘 예측하기 위하여 방사선 결함의 수뿐만 아니라 미세 구조도 제공하는 고급 BCA(ABCA) 코드를 멀티스케일 모델링과 머신러닝을 사용하여 개발하였다. 연구 목표대비 연구결과 ○ 연구 목표를 달성하기 위해 (1) 머신러닝을 사용하여 일반적인 BCA와 분자동역학(MD)을 결합하는 ABCA 방법을 개발하고 (2) 방사선 손상에 대한 MD 시뮬레이션 수행을 위한 정확한 퍼텐셜 모델을 구성하는 방법을 연구하였다. ○ (1) 먼저, 방사선 손상에 대한 MD 시뮬레이션 결과로부터 결함의 수와 위치 분포에 대한 통계 모델을 도출하였다. Gaussian Process Regression(GPR)을 적용하여 주어진 방향 및 최대 약 32keV의 에너지에 대한 결함의 수와 x/y/z 1차원 분포에 대한 확률밀도함수를 계산하는 모델을 만들었다. 다음으로, 비 방사선 손상 구조로서 두 가지 유형의 결함 구조를 생성하였다. Vacancy와 SIA가 무작위로 도입되는 완전 무작위 결함 구조와, vacancy와 SIA가 GPR 모델로부터 얻은 결함의 수 및 위치 분포를 만족하며 무작위로 분포하는 준 무작위(quasi-random) 결함 구조이다. 이 두 유형의 결함을 비 방사선 손상 구조로 하고, MD 결과를 방사선 손상 구조로 하여, 이들을 분류하기 위한 Convolutional Neural Network(CNN) 모델을 구축하였다. 마지막으로, 중성자 스펙트럼을 Primary knock-on atom(PKA) 스펙트럼으로 변환하는 SPECTRA-pka 코드, 고에너지 PKA(> 32 keV)를 일반적인 BCA 접근을 통해 저에너지 PKA 세트로 분할하는 IRADINA 코드, 방사선 결함의 수와 분포를 예측하는 GPR 및 CNN 머신을 통합함으로써 최종적으로 ABCA 코드를 구축하였다. ○ (2) 먼저, 안정적인 Frenkel 결함을 형성하는 원자의 최소 운동 에너지인 임계변위에너지(TDE)에 초점을 맞추었다. 이는 TDE가 실험 데이터와 직접 비교할 수 있는 유일한 방사선 손상지수이기 때문이다. TDE를 결정하는 정확한 방법을 확립하고, 이를 일부 시스템에 대하여 테스트하였다. 이후, TDE와 기본 물성치를 피팅 타겟으로 하여 제1 원리 계산의 에너지, 힘, 응력 데이터를 기준으로 force matching 방법을 사용하여 embedded-atom 방법(EAM) 유형의 퍼텐셜 모델을 구축하였다. 단거리에 대한 원자 간 상호작용을 다루기 위해 피팅 기준에 여러 정적 변위 계산을 추가함으로써 실험 데이터의 TDE를 합리적 수준으로 재현하는 퍼텐셜 모델을 구축할 수 있음을 확인하였다. 이러한 퍼텐셜 모델 구축 방법은 방사선 손상 MD 시뮬레이션에 대해 향상된 정확도를 보일 것으로 예측된다. ○ 이와 같이, ABCA 코드를 개발하여 방사선 손상 시뮬레이션에 대한 정확한 퍼텐셜 모델을 구축하는 방법을 제안함으로써 계획 당시 설정한 연구 목표를 성공적으로 달성하였다. 연구발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성) ○ 핵재료의 방사선 영향을 정량화하는 가장 일반적인 방법은 형성된 방사선 결함의 수에 대한 손상 지수로서 원자 당 변위(dpa)를 계산하는 것이다. 제안된 ABCA 방법을 통해 결함의 미세구조에 대한 추가 정보를 제공하면 핵재료 내 방사선 영향의 예측 정확도가 향상되고 향후 원자로의 안전성과 경제성의 향상에도 큰 도움이 될 것이다. ○ 원자로의 안전성은 후쿠시마 원전 사고 이후 국내외에서 큰 관심사이다. 한국은 원자력 이용의 역사가 길고 성공적인 만큼, 방사선 피해가 심각할 수 있는 노후 원자로의 사용은 사회적인 우려를 불러일으키며 이러한 현상은 향후 더욱 확대될 것이다. 따라서 원자력을 더욱 안전하고 유익하게 사용하기 위해서는 방사선 피해 현상과 영향을 더 잘 예측할 수 있는 방법이 필요하고, 본 연구과제에서 개발된 ABCA 코드가 이에 기여할 수 있을 것이다. ○ 수백 keV의 고에너지 영역을 다루기 위하여 현재의 ABCA 코드를 추가로 개발할 계획이다. 현재 버전에서는 recoil 에너지가 32 keV 밑으로 떨어질 때까지 기존 BCA 코드를 사용해야 한다. 에너지 범위가 수백 keV로 확장되면 고속 중성자 스펙트럼의 손상 시뮬레이션에서 BCA 코드 사용을 제거할 수 있으므로 고속로 개발에도 기여할 수 있다. (출처 : 요약문(국문) 2p)
• 주관연구기관 : 서울대학교
• 발행년도 : 20210300
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Development of imaging biomarkers and quantitative program for evaluation of microvascular blood flow/reactivity

• 연구책임자 : □ 연구개요 - 본 연구는 말초혈관계 질환에 대한 영상 바이오마커 개발과 정량분석 프로그램을 구축하여 상지 말초혈관질환에 적용하는 것을 목표로 하였음 - 해당 목표를 달성하기 위해 동물연구, 프로그램 개발, 임상적용연구를 계획하였으며 모든 연구를 실시하였음 - 결론적으로 제안했던 영상 바이오마커와 정량분석 프로그램은 성공적으로 개발되었음 □ 연구 목표대비 연구결과 1) 동물연구를 통한 혈류량/혈관반응성 평가의 방법론 연구 - 하지허혈 동물모델을 구축하고 핵의학 영상을 통해 하지허혈 발현 여부를 확인하였음 - 핵의학 영상을 통해 미세혈관 혈류량을 축정 할 수 있다는 것을 확인하였음 2) 냉온열 온도자극 (cyclic thermal stimulation)을 적용한 혈류량/혈관반응성 평가 기반 구축 - 임상에서 청색증을 판별하는 ‘레이노드 스캔’의 방법을 응용하여 혈류량/혈관반응성을 평가하기 위한 검사법 구축하였음 - 온도에 대한 반응성을 확인하기 위해 냉온열을 주기적이고 반복적으로 생여 환자에게 전달할 수 있는 의료기기를 사용하였음 - 또한, 핵의학 영상을 반자동으로 분석하여 정량값을 산출 할 수 있는 프로그램을 개발하였음 3) 냉온열 온도자극 임상적용 연구 - 뇌졸중 환자에 냉온열 온도자극을 적용하여 임상적 유효성을 확인하였음 - 총 69명의 환자를 선정하였으며 평가법이 유효하다는 결과를 확보하였음 - 개발 된 프로그램을 활용하여 데이터를 분석하였으며 기존 방법에 비해 약 6배 빠르게 정량분석이 가능하였음 □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) - 본 연구에서 제시하고 적용하였던 냉온열 반복자극은 아직까지 일반화 된 기술이 아니기 때문에 임상에서 적용을 하려면 비급여 적용을 해야 함 - 하지만, 비급여로 적용될 경우 환자의 의료비 부담으로 이어질 수 있음 - 따라서 환자의 의료비 부담 감소를 위해 건강보험 심사평가원으로부터 급여코드를 받아야 함 - 급여코드를 받기 위해서는 임상데이터가 필요하기 때문에 본 연구에서 확보한 임상 데이터를 활용하여 급여코드 발급에 활용하려 함 - 또한, 본 연구결과를 바탕으로 신의료기술 평가를 신청해 새로운 기술로 인정받아서 더 많은 분야에 적용할 수 있도록 할 계획임 (출처 : 연구결과 요약문 2p)
• 주관연구기관 : 전북대학교
• 발행년도 : 20210600
• Keyword : http://click.ndsl.kr/servlet/OpenAPIFullTextView?keyValue=05787966&dbt=TRKO&cn=TRKO202100018710

Optimization Technology of Radiation Shielding Materials for Nuclear Decommissioning

• 연구책임자 : 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)
• 주관연구기관 : 서강대학교
• 발행년도 : 20210100
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Development of core technology for radiation_electric fields combination cancer therapy system

• 연구책임자 : □ 연구개발 목표 및 내용 ㅇ 최종 목표 분열하는 세포에만 작용하여 종양의 성장을 억제하는 것으로 알려진 전기장 치료를 이용하여, 방사선 치료의 효과를 극대화 하는 융합 암치료 시스템 기술개발 ㅇ 전체 내용 • 다양한 기능이 탑재된 교류전기장 발생장치와 환자의 피부에 탈부착이 가능한 전극을 이용하여 전기장 암치료시스템의 하드웨어 개발 • 환자의 CT 영상과 전극의 크기 및 위치정보를 이용하여 환자 인체 내 전기장의 세기를 계산하고 종양과 정상조직에 부여되는 전기장의 3차원 분포를 영상 및 수치로 표시하여 계획된 치료(Treatment Plan)의 타당성을 평가하는 소프트웨어 개발 • 종양의 생물학적 특징 및 물리적 특징에 기반하여 방사선_전기장 융합암치료의 효과를 검증하고 생물학적 기전 규명 □ 연구개발성과 • 전기장 암 치료기 하드웨어(BMP-200)와 인체 내 전기장을 계산하는 알고리즘 및 전기장 분호 디스플레이 GUI를 개발하였음. 이를 통해 SCI급 학술지인 Journal of the Korean physical society에 논문을 게재하였음. • 전기장과 방사선을 융합 암치료 효과를 검증하기 위해 췌장암 세포주 2가지를 이용하여 연구하였고, 그 결과 apoptosis를 통한 암세포사멸을 일으키며 전기장 치료와 방사선치료가 융합되었을 때 시너지효과가 나타남을 검증하였음. 또한, fractionation을 이용하여 치료 시간에 따른 효과를 확인하였음. 이를 통해 SCI 급 학술지인 Technology in cancer research & treatment와 International journal of radiation biology에 논문을 게재하였음. □ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 • 본 연구진은 췌장암 세포주를 이용하여 방사선치료와 전기장 치료의 시너지 효과를 최초로 검증하였고, 추후 심화 연구를 통해 임상에 적용된다면 난치암으로 고통받는 암 환자들에게 새로운 치료 대안이 될 수 있을 것으로 보임. • 또한, 본 시스템이 개발되면 인체 내에 전달되는 전기장의 세기 조절이 공간적으로 가능해지기 때문에 종양에는 처방전기장이 집중적으로 부여되고 정상조직에는 최소의 전기장을 인가하여 임상 적용 시 난치성 암 치료에 있어서 획기적인 치료법이 될 것으로 기대됨. 따라서 해당 분야의 미래의료기술을 선점하고 향후 타 의료기기 분야의 연구개발에 대한 기술적인 파급효과가 클 것으로 예상됨. (출처 : 요약문 2p)
• 주관연구기관 : 고려대학교
• 발행년도 : 20210600
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Feasibility Study of Pyroprocessing and Development of Pyroprocessing Core Technology

• 연구책임자 : 비공개항목입니다.
• 주관연구기관 : 한국원자력연구원
• 발행년도 : 20210100
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Studies on Radiation Medicine Policy and Information Distribution

• 연구책임자 : ○ 방사선의학 DB 콘텐츠 개발의 일환으로 건강보험심사평가원 보건의료 빅데이터를 이용한 방사선의학 임상현황 분석을 진행함 ○ 방사선의학 웹진을 월간(12회)으로 발행하고 컨텐츠 및 분과별 전문가네트워크를 강화하였으며, 인터뷰, 논문리뷰 등 독자 참여 향상을 위한 방안을 지속 추진함 ○ 방사선의학 분야 정책수립 지원 노력의 일환으로「한국원자력의학원의 방사면역치료」도서, 「新남방정책 기조하 방사선의학 분야 연구개발 전략」보고서, 「방사선의학 특허기술동향 분석」보고서, 「주요 공공병원 지원금 분석」보고서를 발간하였으며, ‘2차 의학원 기능조정 전문가 검토(안)’, ‘의생명중개연구를 위한 원자력병원 발전전략’ 을 제시함 ○ 국내 유일의 방사선의학분야 정부출연연구기관인 의학원의 발전과 방사선의학기술을 적용하여 과학/보건의료 분야에 기여할 수 있는 정책 및 사업 발굴을 위해 ‘의학원 발전회의’를 구성·지원함 ○ 국내 방사선의학기술의 지속적인 성장을 위한 국가적인 연구 및 산업화 체계 전략 수립을 위해 ‘방사선기술 융복합 클러스터 조성을 위한 운영방안 기획 사업’을 수탁·수행함 ○ 바이오·보건의료 분야를 중심으로 산학연 R&D 공동연구 및 의료 협력을 지원하였으며, 의약품 및 치료연구 개발전략을 모색함 ○ 코로나로 인하여 전반적인 국제협력 활동이 위축된 가운데, 국제사회 구성원의 일원으로서 IAEA 회원국 대상 코로나 대응르 위한 국제협력 사업 2건 공식제안(병원대응시스템 전수 사업 및 CT를 활용한 코로나 진단역량 강화 사업) 및 IAEA MIKTA* 회원국들 대상으로 한국의 코로나 대응현황 발표 및 국제협력 사업을 제안하였음 * MIKTA(Malaysia, Indonesia, Korea, Turkey, Australia) ○ KOFIH(한국국제보건의료재단) 발주 ‘몽골 국립 진단병원 핵의학실 역량강화 4차 사업’ 및 한국원자력협력재단 발주 ‘아시아원자력교육훈련네트워크 회원국 대상 원자력 및 방사선 의료분야 E-learning 교육과정 사업’과 관련하여 외국 교육생 대상 온라인 교육 과정 확대 운영 (출처 : 초록 4p)
• 주관연구기관 : 한국원자력의학원
• 발행년도 : 20210200
• Keyword : http://click.ndsl.kr/servlet/OpenAPIFullTextView?keyValue=05787966&dbt=TRKO&cn=TRKO202100007569