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);

• 연구책임자 : 박옥경
• 주관연구기관 : 전북대학교
• 발행년도 : 20210300
• Keyword : 1. 방사선 차폐;폴리에틸렌 섬유;보론나이트라이드 나노튜브;복합소재;직물소재; 2. Radiation shielding;Polyethylene fiber;Boron nitride nanotube;Composite materials;Fabric materials;

식량안보, 기후변화, 글로벌화 등 종자산업을 둘러싼 국내외 환경변화는 국내 종자산업을 국가 신성장동력 산업으로 육성􌝆발전시킬 수 있는 기회라고 생각하고 있다. 기존의 방사선육종 연구를 좀 더 발전시키기 위해 새로운 육종 플랫폼의 구축 및 적용, 변이유기 효율 증대를 위한 육종기술 개발, 자원 대상으로 한 기초연구 역량 강화를 해당 과제의 주요한 성과목표로 설정하였다. 성과목표 1. 『ICT기반 고효율 육종플랫폼 구축 및 적용연구』 분야에서는 국내 종자기업의 고부가가치 종자개발과 글로벌 기술경쟁력 확보를 위해 ICT기술과 방사선육종 기술 접목을 통한 시너지 효과를 창출코자 했다. 이를 위해 KIST(강릉분원) 기술력 기반 생육정보 자동 선발 분석시스템을 적용한 생장실용과 온실 컨베이어용 육종플랫폼을 구축하고 그 실증연구를 진행 중에 있다. 성과목표 2. 『돌연변이 유기효율 극대화 유종기술 개발』 연구에서는 지금까지의 단순한 방사선조사를 통한 선발과정에서 벗어나 단순 방사선조사 후 특이개체 선발의 다소 수동적인 방사선육종 기술을 여러조합의 병행처리(Sucrose, 광조건 변화, DNA methyltrasferase, 화기 방사선조사 등)를 통하여 능동적으로 변이효율을 높이는 방사선육종기술을 확립코자 하였으며 실제적으로 방사선 단일 조사 대비 변이효율이 증가된 것을 확인할 수 있었다. 성과목표 3. 『방사선육종 유전자원 대상 변이메카니즘 기초연구』 자원대상 유전체 연구에 국한되었던 기초연구 분야를 대사체 영역까지 확대시키고 이들 연구 중에 발생되는 모든 데이터를 포괄하여 변이메카니즘에 대한 기본적인 이해와 해석을 가능케 하는 􍾢omics 분석 파이프라인의 구축을 통해 향후 개발 자원에 대한 해석방향 제시하고자 했다. (출처 : 서지정보양식 111p)

• 연구책임자 : 김진백
• 주관연구기관 : 한국원자력연구원
• 발행년도 : 20210100
• Keyword : 1. ICT기묙 육종플랫폼;표현체학;돌연변이 유기;변이효율 증대;기초연구;유전체;대사체; 2. ICT-based breeding platform;Phenomics;Mutation induction;Increase mutation efficiency;Basic research;Genomics;Metabolomics;

비공개항목입니다.

• 연구책임자 : 주상규
• 주관연구기관 : 삼성서울병원
• 발행년도 : 20210600
• Keyword : 1. 불균질 밀도 보정;환자 맞춤형 선량 측정 팬톰;방사선량 예측;방사선량 검증;세기변조 방사선 치료; 2. Heterogeneity correction;Patient-specific dosimetric phantom;radiation dose prediction;dosimetric quality assurance;intensity modulated radiation therapy;

현행 조사처리식품 확인시험법들은 신속하나 감도가 낮아 스크리닝법으로 사용되거나 감도가 높아도 2일 이상의 분석시간이 소요되는 등 각각의 단점을 가지고 있어 신속성과 정밀성 모두를 만족하는 신규 조사처리식품 확인시험법의 신설이 필요한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 후보 분석법들의 비교를 통해 SPME-GC/MS 분석법을 선정하였고 이분석장비에 가장 효율적인 판별마커로써 1,7-hexadecadiene을 선정하였으며, 반응표면분석을 통해 시헙법 분석조건을 최적화하였다. 이후 검지마커가 조사처리에 의해서만 발생한다는 uniqueness 확인 및 LOD, LOQ, Accuracy 등 신규 검지법의 신뢰성 검증 완료하고 저장온도/기간 및 혼입율 변화에 따른 검지 가능 여부 확인을 통해 상온에서 1년의 저장기간 동안 판별이 가능함을 확인하였으며, 모델식품 이외에도 4개 품목 및 식품조사처리에 사용 가능한 모든 방사선 선종(감마선, 전자선, 엑스선)으로 조사처리한 시료의 검지가 가능함을 확인하였다. 또한, 본 시험법은 0.1 kGy 이상의 흡수선량으로 조사처리된 시료를 3시간 이내에 분석이 가능하며, 현행 시험법들과의 비교 실험을 통해 우수성을 재확인하였다. 아울러 ㈜ 농심과의 실험실간 블라인드 검증 실험 및 수입 유통제품의 모니터링을 통해 본 시험법이 실제적으로 활용될수 있음을 확인하였다. 본 연구에서 개발 및 검증된 신규 조사처리 확인시험법의 식품공전 일반시험법 신설을 위해 식품의약품안전처에 요청서를 제출하였으며, 등재 시 식품 생산업체의 품질관리 비용 절감 및 조사처리식품의 유통질서 확립에 기여할 것으로 판단된다. (출처 : 서지정보양식 - 초록 97p)

• 연구책임자 : 송범석
• 주관연구기관 : 한국원자력연구원
• 발행년도 : 20210100
• Keyword : 1. 조사처리식품;확인시험법;고체상미량추출;가스크로마토그래피 질량분석;고감도;신속성; 2. Irradiated food;Identificition method;Solid phase microextraction;Gas chromatography mass spectrometry;High sensitivity;Rapidity;

물질을 구성하는 원자와 분자의 초고속 동역학을 관측할 수 있는 세계 최고 성능의 초고속전자회절 장치를 개발하였음. 이 장치는 기존의 기술이 가진 한계를 독창적인 구조를 사용하여 극복하였으며, pump-probe 실험을 통해 세계에서 가장 우수한 시간분해능 (32 펨토초)을 실증하였음. 본 성과는 Nature Photonics에 게제되었으며, 2020년 국가연구개발우수성과 100선 및 최우수에 선정되었음. 세계 최고의 시간분해능을 얻기 위해서 가속기, 레이저, RF 기술을 융합하여 4.4 펨토초의 시간정밀도를 가지는 극초단 펄스 계측 기술도 함께 개발하였으며, 이 기술을 활용하여 테라헤르츠 파형을 실시간으로 계측하는데 성공하였음. 또한 개발된 초고속전자회절장치를 이용하여 Bi, 페로브스카이트 및 기체 시료에 대한 초고속 구조동역학분석 기술을 개발하였으며, 이를 통해 본격적인 초고속 물성 연구를 수행할 수 있는 기반을 마련하였음. 특히 페로브스카이트의 구조동역학 측정은 국내에서 최초로 성공하였음. (출처 : 서지정보양식 - 초록 203p)

• 연구책임자 : 이기태
• 주관연구기관 : 한국원자력연구원
• 발행년도 : 20210100
• Keyword : 1. 초고속 방사선;초고속 전자회절;펨토초 레이저;시분해 전자회절;극초단 펄스 계측;고출력 테라헤르츠 펄스;고주파 광전자총;펌프-프로브; 2. Ultrafast radiation;ultrafast electron diffraction;femtosecond laser;time-resolved electron diffraction;measurement of ultrashort pulse;high-power terahertz pulse;RF photogun;pump & probe;

본 과제를 통해 다음의 업무를 수행하였다. ○ 중성자 산란장치 유지 및 보수 ○ 기반 시설(빔포트, 유도관 등) 및 중성자 공급 시스템 유지보수 ○ 방사선 안전 관리 체계 구축 본 과제를 통해 얻은 결과는 다음과 같다. ○ 중성자과학연구시설의 가동 상태 회복 및 안정적 운영 ○ 중성자산란장치의 핵심 부품의 안정적 운영 관리 및 최적화를 위한 장치 기술 개발 ○ 중성자빔 이용 기반 시설(빔포트, 유도관 등) 및 방사선 안전관리 시스템 운영 관리 (출처 : 서지정보양식 - 초록 117p)

• 연구책임자 : 소지용
• 주관연구기관 : 한국원자력연구원
• 발행년도 : 20210100
• Keyword : 1. 중성자 산란 장치;중성자 과학 시설;시료환경 장치;방사선 안전;장치 기술; 2. Neutron scattering instrument;Neutron research facility;Sample environment;Radiation safety;Instrumentation technique;

비공개항목입니다.

• 연구책임자 : 허진목
• 주관연구기관 : 한국원자력연구원
• 발행년도 : 20210300
• Keyword : 1. 파이로;사용후핵연료;타당성;핵심격차기술;원자력; 2. Pyroprocessing;Spent Fuel;Feasibility;Critical Gap Technology;Nuclear Energy;

최근 유용 생명연구자원 확보를 위한 국가적 경쟁이 가속화되면서 생명연구자원으로서 미생물의 중요성이 부각되고 있다. 극한 미생물의 일종인 방사선 저항성 미생물은 방사선뿐만 아니라 다양한 환경 스트레스에 견디기 위해 다양한 기능성 물질들을 생산하는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 국내외에서 방사선저항성 미생물 324종을 확보하였으며 이를 체계적으로 관리, 분양할 수 있는 방사선 저항성 미생물 은행(RAD-BioBANK) 시설을 구축하였고, 자원 공개를 위하여 과기정통부 생명연구자원 통합정보시스템과 연계하였다. 대표적인 방사선 저항성 미생물인 Deinococcus 11종의 게놈 염기서열과 방사선 반응 전사체 2종 및 단백질 3종의 구조를 분석하였다. 방사선 저항성 미생물 유래기능성 생물소재를 확보하기 위하여 Deinococcus가 생산하는 수용성 폴리머 DeinoPol을 정제하여 방사선 방호 및 세균감염 억제효능을 규명하였다. 또한, 바이오소재의 항알러지, 항면역 기능을 평가할 수 있는 시스템을 구축하였고, 이 평가 법을 통하여 Deinococcus의 세포벽 성분(DeinoWall), 세포막 성분(DeinoMem)의 생리활성 기능을 규명하였다. 국내의 한정된 미생물자원의 활용도를 제고하기 위해서 방사선 저항성 미생물 및 방사선 돌연변이 기술을 이용하여 산업용 미생물 균주의 성능을 개량하였다. Deinococcus의 유전자를 대장균에 도입하여 바이오플라스틱 원료 물질인 PHB를 고생산하는 균주를 개발하였다. 식물의 신품종 개발에 활용되는 방사선 육종기술을 미생물 개량 기술에 도입하여 삼투압 스트레스 및 DNA 손상 유발 물질인 MMC에 대한 내성이 증가된 Deinococcus 균주를 제작하였다. 또한, 당분해/전환 효소의 고생산 균주를 개발함으로써 방사선 돌연변이 기술의 산업적 활용 가능성을 제시하였다. 향후 RAD-BioBANK를 국내 방사선 저항성 미생물 연구의 중심으로 활용할 계획이며, 방사선 기반 미생물 개량연구를 통하여 확보한 데이터는 산업용 균주 개량을 위한 예측 프로그램 개발에 활용하고자 한다. (출처 : 서지정보양식 - 초록 155p)

• 연구책임자 : 임상용
• 주관연구기관 : 한국원자력연구원
• 발행년도 : 20210200
• Keyword : 1. 방사선 저항성 미생물;방사선 저항성 미생물 은행;데이노코쿠스;기능성 바이오소재;방사선 돌연변이 기술;미생물 개량 기술; 2. Radio-resistant microorganisms;RAD-BioBANK;Deinococcus;functional biomaterials;radiation mutation technology;microbial engineering technology;

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 - 비파괴 분야의 방사선투과시험은 다양한 현장에서 효율적인 인력 및 작업관리가 가능함에 따라 지속적으로 활용되고 있지만, 지속적인 피폭 사고사례로 인해 안전교육 및 규제를 통한 안전관리가 인식이 높아지고 있음. - 이에 본 연구에서는 방사선 센서 기술을 접목하여 비파괴 조사장치의 감마선원의 위치추적기술에서 선량분포를 모니터링할 수 있는 방사선안전관리 분야의 선진 기술을 확보하는 것이 궁극적인 목표이며, 이를 비파괴 안전관리시스템에 적용할 수 있는 기술을 제시하는 것임. □ 연구 목표대비 연구결과 - 본 과제는 방사선원 위치 모니터링을 위한 위치 검증 결과에 대한 중견후속연구로써 1차년도 single plate detector (SPD), 2차년 Parallel plate detector (PPD) 선량계의 선량분포 감시 시스템 연구결과로써, 연구팀이 제시하고자 하는 prototype의 검출시스템 형태와 성능을 정성적 및 정량적으로 결과를 제시하였고, 연구 목표에 따른 착안점과 기준점에 근거하여 정량화된 결과를 도출하였음. - 본 과제는 제시된 목표에 따라 성실하게 수행한 결과, 형상화된 연구의 흐름 및 진척 상황을 포함하는 결과를 가지고 수행 시 발생되는 난제 문제에 대한 해결 방안을 제시함으로써, 목표 달성도 100% 이상의 연구 과제를 수행하였다고 판단됨. - 또한 본 연구 과제의 계획서 상에서 제시하였던 KCI 4편, SCI 4편의 실적 목표치에 대하여, 본 과제의 목적성을 바탕으로 다양한 광도전체 물질에 대한 특성 평가를 꾸준하게 수행하고 발표함으로써, 국·내외적인 학술활동을 포함하여 SCI 6편과 KCI 3 편의 KCI 논문 결과를 달성함으로써 실적 달성도는 150% 이상으로 평가할 수 있음. - 또한 본 연구는 2017년 중견과제인 ‘비파괴검사의 방사선원 위치 감시를 위한 실시간 안전관리시스템 개발’을 시작으로 2019년 중견후속 과제인 ‘비파괴검사의 안전 관리를 위한 방사선원 실시간 선량분포 감시시스템 개발'을 통해 각 2년간의 단계적 연구 결과 및 성과를 도출하였다는 점에서 미래 방사선 안전관리의 기술력 증진을 위한 국가 연구과제 성실성을 지님. □ 연구발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성) - 본 연구 결과는 방사선원의 위치 및 분포도를 실시간 확인할 수 있는 반도체 기술로써 방사선 안전관리 분야를 넘어 의료. 산업적으로 활용될 수 있는 활용 가능성을 지님. - 본 결과에서 제시하고 있는 물질은 타 검출기 물질 기술에 비해 비교적 제조단가가 낮기 때문에, 산업적으로 다양한 형태에 맞춰 경제적인 보급가를 제시 할 수 있다는 장점을 가짐. - 그러므로 본 과제에서 제시된 기술은 방사선을 사용하는 모든 활용 분야에 적용될 수 있으며, 요구되는 형태에 맞춰 기능적 소재 및 소형 기술 개발이 이루어진다면 보급형 의료업, 산업, 공업, 환경산업 등 안전관리를 위한 계측기로써 개발 될 수 있음. - 그러므로 본 연구 결과물을 바탕으로 방사선 위험성의 검증 절차를 명문화하고 이를 이용하는 산업체와 연계 또는 기술이전 하여 실제 보급화 할 수 있는 제품을 최종 목표로 기대함 (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 박성광
• 주관연구기관 : 인제대학교
• 발행년도 : 20210300
• Keyword : 1. 바파괴조사기;방사선투과검사;감마선원;방사선검출기;안전관리시스템; 2. Gamma ray projector;Radiographic Testing;Gamma ray source;Radiation detector;Safety management system;