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;

□ 연구개요 본 연구 과제는 나노 소재를 이용하여 저비용 고효율 방사선 신틸레이터를 제작하고 센서에 활용하고자 한다. 본 과제에서 다루는 소재는 피로브스카이트 양자점 소재와유기물로 이루어진 하이브리드 소재로 신틸레이터 합성, 소자 제작, 특성 측정 및 새로운 발광 메카니즘을 제사하고자 한다. □ 연구 목표대비 연구결과 ◦연구목표 1 : metal-halide 페로브스카이트 반도체 (CsPbX₃, X = Cl, Br, I) 기반 고감도 방사선 검출용 소재 성장 및 특성 확보 (목표 달성도: 100%) - 페로브스카이트 나노크리스탈 반도체 소재 성장 및 재현성 확보(hot injection 과 microwave를 이용한 소재 성장 기술 확보) - 페로브스카이트 나노크리스탈 광-특성 연구 결과 및 메카니즘 이해 ◦연구목표 2 : 고-분해능 방사선 imaging system을 위한 metal halide 페로브스카이트 반도체 기반 방사선 센서 제작 기술 개발 (목표 달성도: 100%) - 고감도 방사선 신틸레이터, 센서 제작 완료 및 특성 최적화 조건 확보 - 대면적 센서 제작 핵심 기술 확보 ◦연구목표 3 : 방사선에 의한 광-변환 메카니즘 및 물성 연구 (목표 달성도: 100%) - 방사선 센싱 메카니즘 이해 및 모델 제시 - 다양한 하이브리드 나노 신틸레이터 제작 및 센싱 메카니즘 이해 □ 연구발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) ◦ 새로운 방사선 검출용 metal-halide 페로브스카이트 (CsPbX₃, X=Br, I, Cl 등) 소재에 대한 합성 및 센서 소자 제작의 내용은 국제 경쟁력을 가진 원천기술로 의료용 방사선 센서의 획기적 성능 개선이 기대되며 본 연구를 통해 얻은 핵심 원천 기술을 산업체에 이전할 수 있을 것으로 기대함. ◦ 본 연구를 통해 얻은 원천 기술의 저작권은 국내외 특허 등록을 통해 확보. ◦ 차세대 방사선 센서의 적용을 위해 국내외 의료기관 및 비파괴 검사가 필요한 산업체와 기술료 징수 사업을 통한 추가적인 공동 연구를 수행하고 원천 기술을 확보에 활용. ◦ 방사선 검출용 나노 재료 합성/분석에 따른 기초 원천 기술 확보 및 응용 분야 확대. ◦ 나노 기술 및 새로운 방사선 센싱 원리를 이용한 소자 제작을 통해 고-에너지 센싱 소자 기술의 관련 산업체 이전 및 국제 경쟁력 강화. ◦ 고분해능 및 높은 검출 효율을 필요로 하는 의료용 및 보안용 방사선 센서에 적용하고 고부가가치 경제 창출 기여. ◦ 직접 검출형에 의한 방사선 기기의 부피 축소 및 사용 효율성 증가로 인해 원가 절감 및 국제 경쟁력 확보를 통한 방사선 기기 수출 증대에 기여. ◦ 새로운 방사선 센싱 및 영상 처리 기술 확보를 통해 관련된 NT 및 IT 산업에 기술 이전이 가능하고 새로운 산업 및 시장 창출 효과를 기대. (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 임현식
• 주관연구기관 : 동국대학교
• 발행년도 : 20210300
• Keyword : 1. 나노 소재;방사선;센서;신틸레이터;하이브리드; 2. nano Materials;radiation;sensor;scintillator;Hybrid;

연구개요 한국에 분포하는 식물을 대상으로 공소적 종분화를 설명할 수 있는 연구 재료와 방법를 찾는 것은 그리 용이하지 않다. 본 연구에서 제안하고자 한 것은 “지리산 왕등재 습지에 자생하는 숫잔대의 2 변이형”을 대상으로 하여 3-유전체(핵, 엽록체와 미토콘드리아)의 유효변이(유전자 및 microsatellite 등)마커를 개발하여 본 군집에서 숫잔대의 공소성 종분화 여부를 판정하는데 있었음. 연구 범위로는 숫잔대/분홍숫잔대(가칭)의 혼성 군집을 대상으로 하여 3-유전체의 분석을 통해 각각의 유전자와 마이크로세틀라이트 마커를 개발하여 유전다양성을 분석하여, 종 분화 여부를 판정하고자 하였음. 본 연구는 2년 계획으로 되었으며, 1차년도에는 숫잔대와 분홍숫잔대(가칭)의 DNA와 RNA를 비교 분석하여, 3-유전체 유효변이를 확보하여, 2차년도에 개발된 마커를 이용하여 유전다양성을 분석함. 연구 목표대비 연구결과 “지리산 왕등재 습지에 자생하는 분홍숫잔대와 숫잔대”를 대상으로 한 핵마커 13개를 개발하여 각각 12 개체의 총 24개체에 대한 분석을 한 결과, 분홍숫잔대와 숫잔대는 대립형질(allele)에 의한 화색변이가 아닌 종 분화를 일으키고 있는 것으로 판단됨. ① NGS data 생산: HiSeq(DNA: Lobelia 12개체와 습지식물 2개체, RNA: Lobelia 5개체), Nanopore(장백도라지). ②숫잔대의 유전체 크기: Flow-Cytometry 분석을 통하여 각각 1.6 G로 추정되었고, K-mer 분석을 통하여 각각 2.01Gb와 2.15Gb로 나타남. ③ 유전다양성 마커 개발: 핵 SSR 마커(740개의 SSR site 발견하여, 33개의 마커 세트를 만들어서, 유용한 13개의 머커세트를 선발하였음.), 엽록체 유전체 변이(분홍숫잔대와 숫잔대 엽록체 유전체의 염기서열이 동일하였음), 핵과 미토콘드리아 유전자(accD 유전자가 3개의 copy 연구 대상에서 제거, XDH의 exon 4s에 추가 인트론이 존재해서 대상에서 보류, 미토콘드리아 atp1, cob와 cox1 유전자는 슷잔대류에서 conserved 되어 연구대상에서 뺌), 이러한 사유에서 핵 SSR 마커를 이용한 유전다양성 분석(채집이 허가된 분홍숫잔대 12 개체와 일반 숫잔대 12 개체를 포함하는 총 24개체: 대립형질(allele)에 의한 화색변이가 아닌 왕등재 습지에서 종 분화하는 것으로 판단됨). 연구발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성) 1) 학문적 의미: ① 분홍숫잔대와 숫잔대는 대립형질(allele)에 의한 화색변이가 아닌 왕등재 습지에서 종 분화를 일으키고 있는 것으로 판단되어 한반도 신분류군으로 등록하기 위한 형태조사가 이루어져야 할 것임. ② 한국, 중국, 러시아을 포함하는 숫잔대의 종내 엽록체 유전체 다양성 연구를 위한 기반 자료가 확보되었음.③ 초롱꽃과의 3-유전체 계통 방법으로 엽록체 유전자 외의 핵 유전자인 XDH, 미토콘드리아 유전자인 atp1, cob, cox1을 추가로 사용할 수 있게 되었음 2) 응용분야 기대효과: 초롱꽃과에는 CODEX(국제식품분류기준)에 한국이 제안해서 등재 완료된 도라지, 더덕, 잔대 등이 있음. ① 3-유전체(핵, 엽록체와 미토콘드리아)의 유효변이 마커로 (원산지 추적 마커개발)에 유용정보로 핵 유전자인 XDH, 미토콘드리아 유전자인 atp1, cob와 cox1가 확보되었고, ② intra-specific 변이를 해결할 수 있는 유전자 정보로 nr-accD와 XDH의 사용 가능성이 열려 이분야의 분류마커의 발전이 이루어 질 수 있으며, ③ 더덕/도라지는 자가불화성이 강한 타식성 숙근류로서, 벼에서 사용하는 GWAS를 통한 MAS(Molecular Assisted Selection)의 적용이 용이 하지 않아, 모계유전을 하는 엽록체 유전자 정보와 더불어 양성 유전을 하는 nr-accD과 XDH 유전자 정보가 더덕/도라지 육종에 유용한 정보로서 자리를 잡을 수 있을 것임. (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 이정호
• 주관연구기관 : 녹색식물연구소
• 발행년도 : 20210300
• Keyword : 1. 초롱꽃과;숫잔대;종분화;마이크로세틀라이트;분홍숫잔대; 2. Campanulaceae;Lobelia sessilifolia;speciation;microsatellite;Pink Lobelia;

연구개발 목표 ※ 고온 및 복사 등 열적 안정성을 가지고 핵폐기물을 고정시키는 호스트로 사용 가능한 산화물 기반 세라믹 물질 개발 및 Matrix에 존재하는 벌크 및 원소의 물리적/화학적 특성에 대한 전리 방사(ionizing radiations)의 효과의 이해 ※ 현재 핵폐기물을 고정시키기 위해 사용되는 붕규산계 (Borosilicate) 유리는 불안정한 상태로 여겨짐. 그에 비해 열적 안정성을 가지고 있는 황록석 (pyrochlore) 및 회티탄석(perovskite) 등 세라믹 기반의 호스트는 핵폐기물을 고정하는데 우수한 대안으로 제안됨 ※ 본 프로젝트의 목적은 2가지로 정의함. (1) 고온 및 복사 등 열적 안정성을 가지고 핵폐기물을 고정시키는 호스트로 사용 가능한 황록석 및 회티탄석과 같은 산화물 기반 세라믹 물질 개발, (2) Matrix에 존재하는 벌크 및 원소의 물리적/화학적 특성에 대한 전리 방사(ionizing radiations)의 효과를 이해하기 위한 연구의 수행임 연구개발 내용 ※ 효율적인 방법으로 질량 감쇠 계수를 찾기 위해 Beer-Lambert의 법칙을 논의하고 질량 밀도 (ρm), 면적 밀도 (λ), 질량 흡수 계수 (μa) 및 산란계수 (μs) 와 같은 관련 용어도 다룸. ※ 가시광의 경우 전자파 (예: X 선, 음파 및 감쇠될 수 있는 다른 빔)에 대해 질량 감쇠 계수를 특성화하는 방법. ※ 첫 번째는 perovskite (ABO₃), pyrochlore (A₂B₂O₇) 또는 spinel (AB2O4)와 같이 적어도 두 개의 도핑 사이트가 있는 일련의 산화물 기반 호스트 시스템을 준비하고, minor 및 major 악티늄, 핵분열 대용물 및 활성화 생성물 등을 도핑하여 각 원소의 위상 용해도를 결정함. ※ 고준위 핵 폐기물 고정을 위한 세라믹 형태가 EPR에 의해 연구될 것이며, 원자 단위 구조의 이해 및 γ선 노출로 인한 방사선 분해의 징후 검출. ※ 종 분화에 대한 조사의 영향 연구: 열 특성, 침출 속도 등이 상세히 연구될 것임. 핵심 주제는 특정 세라믹 호스트와 그것의 핵폐기물 고정에 있어서의 활용성에 관한 세부적 지식기반을 구축. 활용계획 및 기대효과 (응용분야 및 활용범위 포함) v 복합 재료 부피의 질량 감쇠 계수 (μ/ρ)와 빛, 입자 또는 기타 종류의 에너지 또는 물질이 어떻게 쉽게 침투하는지에 대한 자세한 이론적 및 계산적 논의. v 핵폐기물에 존재할 것으로 예상되는 다양한 금속 이온의 분화에 대한 방사선의 영향이 확립될 것으로 기대됨 v 본 프로젝트를 통해 연구되는 세라믹 핵폐기물의 열역학적 및 방사성 안정성에 관한 전문적인 지식이 확립 될 것으로 기대됨 ※ 준비된 도핑 세라믹의 경우 μ/ρ, 유효 원자 번호 (Z_eff), 유효 전자 밀도 (N_eff), 반값 층 (HVL), 10 번째 값 층 (TVL), 평균 자유 경로 (MFP), 총 원자 교차-단면, 총 전자 단면 (ECS), 노출 축적 계수 (EBF), 에너지 흡수 축적 계수 (EABF)는 감마선, 빠른 중성자 및 열 중성자 차폐 효율을 탐색하기 위한 열 중성자 감쇠 특성을 포함하여 0.015-15 MeV 광자 에너지 범위에서 평가. v 여기서 얻어진 정보를 기반으로, 열 및 방사 안정 매트릭스의 추가 개발이 제안될 수 있음 (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : SINGHVIJAY
• 주관연구기관 : 건국대학교
• 발행년도 : 20210600
• Keyword : 1. 핵 폐기물;세라믹;방사선 데미지;전리방사;방사능 안정성;파이로클로어;고정화 기술;전자 상자성 공명; 2. Nuclear Waste;Ceramics;Radiation Damage;Ionizing Radiation;Radioactive stability;Pyrochlores;Immobilization technology;EPR;

비공개항목입니다.

• 연구책임자 : 조용준
• 주관연구기관 : 한국원자력연구원
• 발행년도 : 20210100
• Keyword : 1. 파이로;사용후핵연료;전처리공정;핵심요소기술;원자력; 2. Pyroprocessing;Spent fuel;Head-end process;Core elemental technology;Nuclear energy;

본 세부과제의 최종목표인 개량형 사용후핵연료 처분시스템 개념 개발, 프로세스 기반의 종합성능평가체계 개발, 불확도평가 방법론 개발을 위해 다음과 같은 연구들이 수행되었다. • 파이로공정 최신 물질수지를 바탕으로 전공정 폐기물 특성을 분석하여 폐기물별 국내 적용 가능한 처분방안과 개념을 도출하고 고방열 장반감기 폐기물에 대한 대안 처분개념을 설정하였다. • 국내 발생 모든 사용후핵연료 특성 분석 결과를 바탕으로 처분을 위한 기준 사용후핵연료를 설정하여 기존 처분개념 대비 처분면적과 재료 절감 측면에서 효율이 향상된 개량 처분시스템을 개발하고 성능/안전성 평가를 완료하였다. • 처분용기당 붕괴열 조합 알고리즘과 전산 프로그램을 개발하여 국내 가압경수로 사용후핵연료를 대상으로 적용성을 확인하였다. • 국내 고시에 규정된 회수요건에 근거하여 처분장 운영 중에 가능한 회수시나리오를 설정하고, 회수기술적용 방안 및 회수된 처분용기/벤토나이트/뒤채움재에 대하여 지하/지상 시설에서의 관리 방안을 설정하였다. • 처분환경 진화를 고려하여 처분용기 부식, 핵종 누출, 공학적방벽 열-수리-역학 거동, 천연방벽 수리지질 특성, 지화학적 반응을 고려한 핵종이동 특성 등에 대한 단위 해석모듈을 개발하고 이를 연계하여 프로세스 기반의 종합성능평가체계(APro-α버전)를 개발하였다. • 베이지안 갱신을 불확도 정량화 방법론으로 선정하고, 안전성평가 불확도 정량화 프로그램인 GSTSPA-BU를 개발하여 결정론적 및 확률론적 불확도 정량화를 수행하였다. (출처 : 서지정보양식 406p)

• 연구책임자 : 조동건
• 주관연구기관 : 한국원자력연구원
• 발행년도 : 20210100
• Keyword : 1. 개량형 사용후핵연료 처분시스템;붕괴열 조합;운영 중 회수;프로세스 기반 종합성능평가체계;불확도 정량화; 2. Improved disposal system for spent nuclear fuels;Combination of decay heat;Retrievability during operation;Process-based total system performance assessment framework;Uncertainty quantification;

원전해체 작업 시 차폐를 효율적으로 하기 위해 기존 납이 아닌 대체물질인 텅스텐, 비스무트, 가돌리움 등의 인체에 무해한 방사선 차폐가 무연복합소재에 대한 생산 기술을 확보하였고, 기존 제품 대비 15% 이상의 차폐율 성능 향상 차폐 소재에 대한 설계, 생산, 인증 평가를 완료하였음. 원전해체 작업에 적용 가능한 안전복, 가림막, 증기발생기 홀 등의 시제품 제작하여 국내 원전에 사용성 검증을 수행하였고, 일본 후쿠시마 원전에 수출을 완료하였음 (출처 : 보고서 요약서 4p)

• 연구책임자 : 신승호
• 주관연구기관 : (주)동원엔텍
• 발행년도 : 20210100
• Keyword : 1. 방사선 차폐소재;원전해체;방사선 차폐소재 생산기술;방사선 차폐;고분자 혼합물; 2. Radiation shielding material;Nuclear decommissioning;Production technology of radiation shielding materials;Radiation shielding;Polymer mixture;

GIF 국제공동연구 참여계획 및 전략 마련, GIF회원국으로서의 의무사항 이행, GIF 국제공동연구의 효율적 참여 지원 및 성과확산 등을 통하여 GIF 국제공동연구의 체계적 지원 (출처 : 보고서 요약서 3p)

• 연구책임자 : 안명숙
• 주관연구기관 : 한국원자력협력재단
• 발행년도 : 20210200
• Keyword : 1. 제4세대 원자력시스템;GIF 국제공동연구;협력활성화; 2. Generation IV Nuclear System;GIF Joint Researches;Cooperation promotion;