A program for Radiation Safety and Management

• 연구책임자 : 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)
• 주관연구기관 : 동남권원자력의학원
• 발행년도 : 20210100
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Development of Medical Strategies for Radiation Injury

• 연구책임자 : * 사업목표 : 피폭 손상 평가/치료/재생의료의 핵심 원천기술 개발 과 임상적용 가능 피폭환자 손상진단 및 피폭치료 임상/전임상 연구개발을 통한 피폭환자 치료 시스템 확립으로 방사선 의료대응 기술 선진화를 목표로 함 * 사업수행 내용 및 결과 1 피폭 손상 신속 선별 및 선량 평가 표준화 기술 개발 · 인체표준 물리팬텀 활용 선량평가 시스템 구축 · 개인맞춤형 전신/갑상샘 내부오염검사 기술 구축 · 대량 사상자 발생대비 내부피폭선량평가 표준절차 개발을 위한 주요핵종 분석절차 제작 2 피폭 표적장기 손상기전 연구 및 진단/예후 생체 표지자 탐색 · 피폭 손상 진단키트 후보 유전자풀 확보 · 방사선 유도 미세 혈관 손상 기전 연구 및 손상 표지자 발굴 3 방사선 증후군 치료제 발굴 : 화합물, 표적 치료제, 세포 치료제 · 방사선조혈계증후군: 방사선 피폭 골수유래면역억제세포 유도 및 활성화 연구 · 방사선위장관증후군: 방사선손상 장 미니장기 모델에서 SR1에 의한 재생증진 기전 연구 · 방사선폐섬유화: 방사선 피폭 폐섬유화 세포모델 기반 섬유화 억제 치료 후보군 선정 · iPSC에서 배양된 갑상선 미니장기 성숙도 최적화 및 방사선 선량별 반응도 평가 4 피폭 치료 프로토콜 구축 · 방사선피부화상 : 방사선 유도 피부염 조절을 위한 허가외 사용 의약품 발굴 · 인체유사 중동물 방사선위장관손상 치료 프로토콜 구축 II : 중간엽줄기세포, off-label use drugs (허가외 사용 의약품) · 소동물 기반의 방사선직장염 치료를 위한 치료후보제 적용과 치료효과 평가 (출처 : 요약서 4p)
• 주관연구기관 : 한국원자력의학원
• 발행년도 : 20210200
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Technical Information Analysis on the Nuclear Activities of Neighbor States

• 연구책임자 : IV. 연구개발 결과 ◦ 비핵화 대비 선제적 정책·기술·교육 지원 기반 구축 - 비핵화 주요 단계를 포함한 KINAC 차원의 비핵화 검증 지원 방안 수립 - 비핵화 검증 실행 방안을 포함한 기술 가이드 제시 - 비핵화 검증 참여인력 대상 교육 프로그램 및 운영전략 개발 - 비핵화 대비 정책·기술 개발 연구과제 신규기획 ◦ 북한 핵활동 정보 수집, 분석 및 관리 - 공개정보 수집·분석 체계 구축 및 운영을 통한 동향정보 실시간 공유 및 전문자료 DB 축적기반 구축 - 북핵 우발사태 대응에 대한 주기적 점검을 통한 위기관리 체제 유지 및 강화 ◦ 비핵화 기술정책 지원을 위한 역량 강화 - 2020 북핵 총서 발간 - 학회 논문 발표(6건) - 공개 동향 정보 수집 및 분석 교육 참석 ◦ 국내외 회의 및 협의체 네트워크 활동 - 2020 비확산 기술정책 포럼 운영 및 유관기관 핵활동 탐지 워크숍 개최 - 국내외 군축 핵비확산 협의체(CTBTO, IAEA) 기술지원 (출처 : 요약문 4p)
• 주관연구기관 : 한국원자력통제기술원
• 발행년도 : 20210100
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Activation of Selective Reverse Cholesterol Transport for the Treatment of Atherosclerosis

• 연구책임자 : 연구개요 전사인자 LXR(Liver X Receptor)이 조절에 관여하는 여러 가지 생체 기능 중, 역 콜레스테롤 수송 (Reverse Cholesterol Transport, RCT) 과정을 선택적으로 활성화할 수 있는 방법을 제시함으로써, 현재 주요 사망 원인을 차지하고 있는 심혈관질환의 기저 병리기전인 죽상동맥경화 진행을 억제하는 새로운 치료 표적을 개발하고, 이를 이용한 신약개발의 기반을 확보하기 위한 연구이다. LXR 의존적 RCT 활성만을 선택적으로 증가시킬 수 있는 전사활성조 인자로서 TOP2A를 발굴하고, LXRb-TOP2A의 연관성, 관련 기전, in vivo 효과까지 검증하였다. 나아가 LXRb-TOP2A PPI를 이용한 유효성분 스크리닝 플랫폼 구축까지 완료하였다. 연구 목표대비 연구결과 총 연구기간 3년 동안 설정된 3단계의 연구목표와 각각에 대한 연구결과는 아래와 같다. 1. LXRb 선택적 transcriptional coactivator (TOP2A)의 동정, 기능 검증 및 기전 규명 ● 대식세포에서 LXRb에 선택적으로 결합하는 핵단백질으로서 TOP2A 동정 ● LXRb 선택적 결합 단백질 TOP2A 가 LXR 표적 유전자들 중 RCT 과정에 관여하는 표적들의 발현을 선택적으로 촉진함을 [TOP2A 과발현 또는 knockdown, LXR의 이종(異種) agonist 적용, 표적 유전자 promoter assay, qRT-PCR, Western blot 등을 통해] 검증 ● 선택적 작용 기전으로서 TOP2A가 RCT 관련 LXRb 표적유전자의 promoter로만 recruit 되며, Brg-1의 recruitment에 기여함을 규명함. TOP2B의 전사조절기능에 관여하는 PARP-1은 관여하지 않음을 확인함. ● LXRb와 TOP2A(248-696) 부분의 interaction 이 강하고, 이 부분만으로 LXRb 표적유전자 발현 증가 효과를 보임. 2. LXRb 선택적 transcriptional coactivator (TOP2A) 의 항 죽상동맥경화 작용 확인 ● peritoneal macrophage와 ³H-cholesterol을 사용한 콜레스테롤 배출 측정을 통해, ApoA-I 의존성 및 HDL 의존성 콜레스테롤 배출이 TOP2A 과발현에 의해 증가하고, TOP2A knockdown에 의해 감소함을 확인 ● shTOP2A를 발현하는 J774 stable cell line에 ³H-cholesterol을 loading한 J774 foam cell을 사용하여 in vivo macrophage-specific RCT를 측정함으로써, TOP2A knockdown에 의해 RCT가 감소함을 확인 ● TOP2A catalytic domain의 major phosphorylation site S1106A mutant에서 decatenation 활성이 저해되었을 때에도 TOP2A의 LXRb 선택적 전사활성 기능은 유지됨을 확인 3. LXRb와 TOP2A 간 interaction을 이용한 신약개발 플랫폼 구축 ● LXRb와 TOP2A간 interaction 변화를 측정할 수 있는 mammalian two hybrid (M2H) assay system을 확립 ● LXRb와 TOP2A간 interaction을 증가시킬 수 있는 화학물질 screening 결과, 식물유래 extracts 203종 중 58종, 단일물질 87종 중 9종을 선별 ● M2H screening 결과, p value 0.01 이하이면서 interaction을 증가시킨 extract 22종과 단일물질 9종에 대해 RCT 관련 표적 유전자 ABCA1, ABCG1 발현에 미치는 영향을 qRT-PCR 분석 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성) ● 본 연구를 통해 규명된 LXRb 선택적 binding protein 으로서의 TOP2A는 전사인자 LXR의 두 가지 isotype인 LXRa와 LXRb 사이의 작용 차이를 설명할 수 있는 최초의 원인 인자이다. 현재까지 LXRa와 LXRb 간의 작용상의 차이는 모든 문헌에서 오로지 조직 간 발현 분포의 차이만으로 설명하고 있는 상황이었다. ● 따라서 본 연구결과는 LXR을 포함한 핵수용체 전반, 더 나아가 다양한 전사인자의 활성에 coregulator와의 조합이 중요한 활성조절 기전으로 작용한다는 관점을 학계에 제시하는 것이다. ● 신약개발 관련하여, 발굴된 LXRb 선택적 활성조절인자를 이용함으로써 역 콜레스테롤 수송과정의 선택적 증가를 유도할 수 있기 때문에, TOP2A 자체가 죽상동맥경화 치료제 개발의 신규 표적이 될 수 있다. ● LXRa, LXRb 간의 활성을 세부적으로 분리하는 기술은 죽상동맥경화 뿐만 아니라, 다른 지질대사 관련 질환 (지방간, 알츠하이머병, 파킨슨병 등)의 치료에도 응용될 수 있다. (출처 : 요약문 2p)
• 주관연구기관 : 울산대학교
• 발행년도 : 20210300
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A Study on the Heat Energy Storage and Radiation Performance of PCM/SiC-based composite aggregates via Aging and Coating Method

• 연구책임자 : □ 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)
• 주관연구기관 : 한양대학교
• 발행년도 : 20210200
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Development of total solution type wearable high radiation shielding composite materials

• 연구책임자 : 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);
• 주관연구기관 : 전북대학교
• 발행년도 : 20210300
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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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Comparative transcriptomics of radiation-resistant bacteria Spirosoma montaniterre

• 연구책임자 : □ 연구개발 목표 및 내용 ￭ 최종 목표 국내 연구진에 의해 처음으로 방사선 내성이 확인된 Spirosoma 속(genus) 세균과 방사성 내성으로 가장 유명한 Deinococcus 속 세균의 방사선 내성 기작을 비교한다. ￭ 전체 내용 Spirosoma montaniterre DY10^T 균주에 방사선을 조사한 뒤 전사체를 분석하고 전사체를 분석한다. 지금까지 연구된 대표적인 방사선 내성 세균인 Deinococcus 속 세균의 방사선 내성 전사체와 본 연구의 전사체를 비교하여 계통이 완전히 다른 두 속(genus) 세균의 방사선 내성 기작이 동일한 지 규명한다. Spirosoma montaniterre DY10^T 균주의 내성유전자 리스트를 작성하고 발현을 검증한다. ￭ 1단계(해당 시 작성) • 목표 : 감마선에 노출된 Spirosoma 속(genus) 세균의 전사체 동력학적 연구 • 내용 : Deinococcus 속(genus) 세균과 대등한 방사선 내성을 가지는 Spirosoma 속(genus) 세균이 감마선(γ-ray)에 노출된 후 회복되는 과정에서, 시간대별로 발현되는 전사체를 분석하고, Deinococcus 속세균의 발현 양상과 비교하여, 동일한 감마선 내성 기작을 가지는 지 규명한다. ￭ 2단계(해당 시 작성) • 목표 : 자외선(UV)에 노출된 Spirosoma 속(genus) 세균의 전사체 동력학적 연구 • 내용 : Deinococcus 속(genus) 세균보다 더 높은 자외선(UV) 내성을 가지는 Spirosoma 속(genus) 세균이 자외선(UV)에 노출된 후 회복되는 과정에서, 시간대별로 발현되는 전사체를 분석하고, Deinococcus 속 세균의 발현 양상과 비교하여, 자외선 내성 기작을 규명한다. ￭ 3단계(해당 시 작성) • 목표 : Spirosoma 속(genus) 세균의 내성유전자 발현 검증 • 내용 : Spirosoma 속(genus) 세균이 가지고 있는 방사선 내성 유전자들을 선정하고 Real-Time PCR로 정량하여 실제로 세포 내에서 시간대별로 다르게 발현되는 지 확인하고, Deinococcus 속 세균의 발현 양상과 비교하여 방사선 내성 기작을 검증한다. □ 연구개발성과 감마선과 자외선 조사 후 변화하는 유전자 발현 양상을 확인하였고, 가장 큰 변화를 나타내는 유전자 목록을 확보하였다. □ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 UvrABC pathway, RecA pathway, MutS mediated pathway 등 다양한 DNA recovery 관련 유전자의 발현을 확인하였고, 이러한 유전자들은 다른 organism의 유전자들보다 활성이 더 클 수 있기 때문에 향후, 암환자 방호제, 자외선 차단 화장품, 노화억제물질 개발 등 다양한 용도로 활용될 수 있다. (출처 : 요약문 2p)
• 주관연구기관 : 서울여자대학교
• 발행년도 : 20210600
• Keyword : http://click.ndsl.kr/servlet/OpenAPIFullTextView?keyValue=05787966&dbt=TRKO&cn=TRKO202100011832

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
• Keyword : http://click.ndsl.kr/servlet/OpenAPIFullTextView?keyValue=05787966&dbt=TRKO&cn=TRKO202100007561

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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