□ 연구개요 본 연구에서는 블랙홀을 향해 자유낙하하는 관찰자 시점을 따라 유효온도함수로 알려진 호킹복사에 대해 연구하였다. 기존의 호킹복사는 사건의 지평면이 존재하고, 블랙홀 외부의 기하가 정적일 것을 요구하는데 반해, 호킹복사의 운동학적 성질로부터 유도된 유효온도함수를 이용하면 관찰자가 측지선을 따라 움직이며 호킹복사가 어떻게 시간에 따라 달라지는지 파악할 수 있다. 이를 이용하면 중력붕괴하는 천체로부터 나오는 양자역학적 복사를 더 깊이 이해할 수 있다. 본 연구에서는 이를 위해 유효온도함수에 대한 이론적 논거를 검증하고, 나아가 가속운동하는 관찰자에 적합한 페인레브-걸스트랜드 좌표계로 쓴 쉬바르츠쉴트 블랙홀에 대한 유효온도함수를 구해 이를 기존의 호킹복사와 비교, 분석하였다. □ 연구 목표대비 연구결과 블랙홀을 포함한 시공간에서 양자역학적으로 유도된 입자들의 열적 흐름인 호킹복사가 존재한다는 사실이 알려진 이후, 호킹복사의 본성을 이해하기 위한 수많은 연구들이 수행되어 왔다. 최근 호킹복사는 아인쉬타인의 장방정식이 전혀 이용되지 않는 운동학적 효과라는 주장에 더욱 힘이 실리고 있다. 낮은 차원의 휜 공간에서의 호킹효과가 높고 편평한 차원에서의 언누효과와 동등하다는 사실이나 최근 활발히 연구되고 있는 유사중력이론 등은 호킹복사의 운동학적 성질을 통해 얻은 결과들이다. 이러한 점에서 운동하는 관찰자 시점에서의 호킹복사에 대한 연구는 중요한 의미가 있다할 것이다. 본 연구에서는 그 중에서도 관찰자가 측지선을 따라 움직이며 열복사를 어떻게 느끼는지를 시간의 함수로 나타낼 수 있는 유효온도함수를 이용해 쉬바르츠쉴트 블랙홀의 운동학적 측면의 효과를 살펴보려고 한다. 유효온도함수를 이용하면 민코우스키 같은 편평한 시공간에서 시작되어, 열적 흐름의 온도가 상승하는 중간 전이단계를 지나 최종 정적 상태의 블랙홀로 변해가는 과정을 파악할 수 있다. 본 연구에서는 이를 구체적으로 살펴보기 위해 페인레브-걸스트랜드 좌표계로 쓴 쉬바르츠쉴트 블랙홀에 대한 유효온도함수, 호킹복사, 그리고 높고 편평한 공간으로 끼워넣기 등을 연구하였다. 먼저 페인레브-걸스트랜드 좌표계 자체를 보다 깊게 이해하고자 첫째, 페인레브-걸스트랜드 좌표계로 씌인 (3+1)차원의 쉬바르츠쉴트, 라이스너-노드스트롬 블랙홀을 각각 높고 편평한 (5+1), (5+2)차원으로 끼워넣기(global embedding Minkowski spacetime: GEMS) 하였으며, 둘째, 페인레브-걸스트랜드 좌표계를 따라 자유낙하하는 관찰자 시점의 호킹복사와 유효온도함수를 얻음으로써 시간에 따라 호킹복사가 어떻게 진화하는지 살펴보았다. 마지막으로 셋째, 블랙홀의 양자적 본성을 파악하기 위한 기타의 일로 일반화된 불확정성 원리가 보정된 홀로그래픽하게 질량이 있는 쉬바르츠쉴트 블랙홀의 통계역학적 엔트로피에 대한 연구를 수행하였다. 이렇게 얻은 결과를 기초로 첫째, 셋째 과제는 현재 저널에 투고중이며, 둘째 과제는 현재 논문을 작성하는 중에 있다. □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) 본 연구는 자유낙하하는 관찰자 시점에 따른 블랙홀의 호킹복사와 유효온도함수를 계산할 수 있음을 보임으로써 이를 근거로 전하를 띤 라이스너-노드스트롬, 회전하는 커 블랙홀 등 보다 다양한 블랙홀의 유효온도함수에 대한 연구를 시도할 수 있으리라 기대한다. 이를 통해 정적 상태의 블랙홀의 호킹복사가 아닌 중력붕괴를 포함한 보다 다양한 중력이론에서의 호킹복사를 이해하는데 도움을 주게 될 것이다. 한편, 페인레브-걸스트랜드 좌표계로 씌인 블랙홀 시공간의 높고 편평한 공간으로의 끼워넣기에 대한 본 과제의 연구결과는 페인레브-걸스트랜드 좌표계가 계량의 비대각선 성분을 포함하는 것에 대한 끼워넣기인 만큼, 지금까지 불가능하다고 알려진 이러한 비대각선 성분을 갖는, 예컨대 회전하는 커 블랙홀이나 회전하는 BTZ 블랙홀 등도 높고 편평한 시공간으로 끼워넣기(GEMS) 할 수 있지 않을까 생각한다. (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 김용완
• 주관연구기관 : 전북대학교
• 발행년도 : 20210900
• Keyword : 1. 호킹복사;페인레브-걸스트랜드;유효온도함수;시공간 끼워넣기; 2. Hawking radiation;Painlevé-Gullstrand;effective temperature function;global embedding;

□ 연구의 목적 및 내용 ○ 연구의 목적 미래 사회변화에 대응하는 원자력 기술역량을 지속 유지·발전시키기 위한 혁신·도전적 기초·원천 연구 분야(주제), 추진체계 기획 등 지원방안 도출 ○ 연구의 내용 1. 우리나라와 해외 주요국의 원자력 혁신 생태계 현황 및 동향 가. 원자력 혁신기술이 발굴되고, 연구개발 및 산업화되는 혁신 생태계 나. 원자력 연구를 수행하는 대학 현황 및 국립연구소, 산업체 등 혁신 주체들의 현황과 협력·연구개발하는 체계 조사·분석 다. 혁신·도전적 기초·원천연구 주제 조사 및 국내 적용가능성 분석 라. 기초·원천R&D를 지원하는 국가 및 민간의 연구개발 사업 현황 2. 국내 원자력 혁신 생태계를 활성화하기 위한 지원 전략 가. 국내·외 원자력 혁신생태계 현황 및 동향 분석에 따른 주요 시사점, 개선 방안 도출 나. 혁신 생태계 활성화를 위한 지원 방안 도출 3. 혁신·도전적 연구개발 중장기 지원을 위한 기초·원천 R&D 기획 가. 원자로, 핵주기, 안전, 방사선 등 분야별 유망 원천기술 수요 조사 나. 기술개발 우선순위 도출 다. 기술개발 난이도와 기술개발 역량(재원, 인력 등)을 고려하여 비용 효과적인 추진체계 도출 라. 기술개발 우선순위와 중요도를 고려한 R&D 사업 포트폴리오 수립 □ 연구개발성과 ○ 원자력 기술전문가 자문 및 자료 조사 - 연구사업 관리기관, 대학, 출연연 등 원자력 기술 전문가 자문 - 온오프라인 회의를 통한 자문회의 운영 ○ 우리나라와 해외 주요국의 원자력 혁신 생태계 현황 및 동향 - 혁신·도전적 기초·원천연구 주제 조사 및 국내 적용가능성 분석 - 기초·원천R&D를 지원하는 국가 및 민간의 연구개발 사업 현황 ○ 혁신·도전적 기초·원천 연구 분야, 추진체계 기획 등 지원방안 도출 - 국내·외 원자력 혁신생태계 현황 및 동향 분석에 따른 주요 시사점, 개선 방안 도출 - 혁신 생태계 활성화를 위한 지원 방안 도출 ○ 원자력 이용 혁신·도전적 기초·원천 연구 사업 기획보고서 - 기술개발 우선순위 도출 - 우선순위와 중요도를 고려한 R&D 사업 포트폴리오 수립 □ 연구개발성과의 활용계획(기대효과) ○ 원자력 분야 기초·원천 연구개발 사업 기획의 참고자료로 활용 - 정책·시장 변화에 대응하여 역량을 지속 발전시키는 방안으로 활용 - 원자력 이용 미래혁신 기반기술 연구 사업(안) 도출 및 세부과제의 과학기술적 근거를 제공함 ○ 주요국 원자력 첨단연구개발 트렌드 분석자료로 활용 - 원자력 응용 기술 개발 정책 관리 기관의 제도 및 정책 수립 방향의 기초자료로 활용 가능하며, 사업화 추진 및 리스크 관리에 필요한 기본 정보를 제공 - 원자력 응용 기술 분야별 경계를 허물어 각 장점을 융합하여 창조적인 결과물을 도출할 수 있는 연구개발 잠재력이 강화 ○ 기초·원천 연구 분야(주제), 추진체계 기획 등 지원방안 도출에 활용 - 미래 사회 변화에 선제적 대응을 주도하는 원자력 응용 기술 분야를 제시함으로써 국가 미래 기술전략 수립에 원자력 기술 분야 기여가 기대 - 원자력 핵심 원천기술 확보로 혁신·도전적 기초·원천 연구 분야에 직간접적 고용 및 일자리 창출 효과 발생 (출처 : 요약문 4p)

• 연구책임자 : 우태호
• 주관연구기관 : 고려사이버대학교
• 발행년도 : 20211000
• Keyword : 1. 원자력 연구 지원 방안;방사선 및 방사선 기술;중장기 연구 개발;기초·원천 연구 분야;혁신생태계 현황 및 동향; 2. Nuclear energy research support plan;Nuclear and radiation technology;Mid- to long-term R&D;Basic and original research fields;Status and trend of the innovative ecosystem;

서울특별시 노원구 공릉동에 위치한 연구로 1, 2호기는 1995년 가동이 중단된 이후 1997년부터 해체공사를 시작하였다. 2008년까지 연구로 2호기 및 부속시설에 대한 해체공사를 마무리하였다. 그러나 2009년 1호기 원자로 누수로 인해 1호기 오염부위에 대한 제염해체 공사를 시작하였으며, 2015년 해체 중 발생한 방사성폐기물 516드럼을 경주 처분장에 이송하였다. 2016년부터 원자력시설의 그린필드화 작업의 일환으로 연구로 1, 2호기 및 부속시설 건물 해체 및 환경복원과 해체 부지의 규제해제를 위한 사업을 진행하고 있다. 원자력안전법상 원자력 시설 운영자 또는 폐기물 발생자가 관련 시설을 해체/복원 및 관련 폐기물을 처리해야 한다. 그리고 원연-한전의 ‘연구용원자로 관련 부동산 사용계약서(’2010.10.15.)에 따른 의무사항을 준수하고 연구로 1, 2호기 부지 주변 노원구 주민 민원 및 정치권의 요구사항 해결해만 한다. 이를 위해서는 적기에 연구로 1, 2호기 건물 해체 및 해체폐기물 처분하고 해체부지의 환경복원 및 규제 해제를 완료해야 한다. 그리고 연구로 1호기 기념관화를 위한 기본적인 요건을 수행하고 한전에 부지를 양도해야 한다. 이를 위해 본 단계에서는 연구로 건물 철거를 위한 방안마련, 기보관 해체폐기물의 분류 및 처분 방안 마련, 부지 규제해제 및 연구로 1호기 기념관화를 위한 방안을 마련하였다. 본 연구대형 건축물 해체폐기물 자체처분 기술과 부지 환경복원 및 규제해제 기술을 산업체에 기술 이전하고 한수원의 고리 원전 1호기 해체에도 적용할 수 있을 것 기대된다. 또한 국내 뿐만 아니라 해외 연구로 해체에 대한 기술 자문을 함으로써 해체시장 진출을 위한 교두보를 확보할 수 있을 것으로 기대된다. (출처 : 서지정보양식 177p)

• 연구책임자 : 김근호
• 주관연구기관 : 한국원자력연구원
• 발행년도 : 20210100
• Keyword : 1. 연구로 1&2호기;해체;환경복원;규제해제;자체처분;방폐물 처분;연구로 1호기 기념관화; 2. KRR 1&2;Decommissioning;restoration;site release;free release;disposal;KRR-1 monument;

ㅇ 연구개요 유방암 환자의 치료부위 (target)과 손상위험장기 (organ at risk, OAR)의 Contour 생성 자동화를 위한 인공지능 모델 설계 및 학습을 통해 최적화된 모델 구현하고 방사선치료계획용 Contour 파일 생성 프로그램 개발하고 유용성 검증하였다. 유방암 환자 맞춤형 최적의 방사선치료계획 기법과 선량분포를 예측하는 인공지능 프로그램 개발하고 평가하였다. CT 데이터만을 이용하여 auto-contouring과 치료계획기법 예측, 선량분포 예측이 모두 한번에 자동으로 가능한 시스템을 개발하였다. ㅇ 연구 목표대비 연구결과 방대한 양의 영상 데이터를 빠르게 처리하기 위한 GPU 4대와 고용량 HDD로 구성된 고성능의 서버 시스템을 구축하였다. Automatic machine learning (AutoML) 방법론을 통해 도출된 SCNAS-Net 구조를 접목하여 Dice coefficient 계산 결과가 우수한 auto-contouring 성능을 갖는 모델을 개발하였다. auto-contouring 결과의 uncertainty map을 통해 차이가 나는 부분을 인지하여 의료진이 contour를 수정할지 여부를 결정하는데 도움을 줄 수 있도록 하였다. 유방암 환자의 CT 영상을 이용해 4가지 treatment plan 시 획득될 dose map을 예측하는 모델을 개발하였고, 평균적으로 PSMR 28.6, SSIM 0.893의 높은 일치도를 보였으며 dosimetric parameter는 평균적으로 3% 이내의 오차를 갖는 결과를 나타내었다. CT 영상과 3D contour map을 이용해 4가지 치료기법들 (2D tangential beams, forward IMRT, inverse IMRT, VMAT) 중 최적의 플랜 기법을 찾는 모델을 개발하였다. 76%의 1순위 플랜 예측 정확도를 보였고, 1순위와 2순위를 포함한 플랜 예측의 경우 94%의 정확도를 보였다. dataset imbalance로 인하여 Inverse IMRT와 VMAT 케이스에 대한 예측 정확도가 상대적으로 낮게 나타났다. CT 영상을 input으로 이용하여 auto-contouring 및 dose map과 최적의 플랜 기법을 예측해주는 통합 자동화시스템와 파일 연동을 위한 브라우저 기반의 사용자인터 페이스를 개발하였다. ㅇ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성) 본 연구에서 개발된 인공지능을 기반으로 하는 유방암에 특화된 자동화시스템은 CT 영상만을 가지고 Auto-contouring과 최적의 치료계획기법 예측 및 Dose map 예측이 동시에 자동으로 가능하기때문에 contouring의 오차와 소요시간을 줄일 수 있으며, 치료계획 수립 시간도 단축할 수 있을 것으로 예상된다. 향후 적절한 임상 적용성 평가 및 검증을 거치면 상용화도 가능할 것으로 예상되며, 유방암 환자에게 IMRT와 VMAT과 같은 정밀, 정확한 방사선치료를 적용할 수 있어 유방암 환자의 부작용을 줄이면서 방사선치료효과를 높이는데 기여할 수 있을 것으로 기대된다. 본 연구개발성과를 관련 국제 학술대회에서 발표하고 전문학술지에 논문으로 게재할 계획이고, 구축한 서버는 주관연구기관에서 사용 및 관리하며 과거 방사선치료계획들에 대한 후향적 연구에 활용할 예정이다. (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 김희정
• 주관연구기관 : 삼성서울병원
• 발행년도 : 20210900
• Keyword : 1. 유방암 방사선치료;인공지능 기반 윤곽화 자동화시스템;환자 맞춤형 방사선치료계획;선량분포예측;방사선치료계획예측; 2. Breast Radiotherapy;AI-based auto-contouring;Patient-specific radiation treatment planning;Dose distribution prediction;Treatment plan prediction;

Ⅳ. 연구개발결과 - 240 keV 정전형가속기 빔 인출 : COVID-19로 인한 계획변경, 240 keV 정전형 가속기 설치 및 진공시험 - 1.5 MeV 정전형가속기 설계 및 부품 제작 : 빔 스트리핑 터미널 개발을 위한 시스템 구축 및 시작품 개발 착수 국내기술을 통한 1.2MeV급 직류전원장치 공동개발 빔 집중도 향상을 위한 이온소스 후의 인젝션 구간의 최적화 - 타겟 BSA 통합 설계 : 통합성능 기술문서 - 양성자 및 중양자 1.5 MeV 기준 KINS 시설 인허가준비 가속에너지 500keV 이상의 H+를 기준으로 Al타겟에서 차폐계산 및 가속기 시험을 위한 시설 인허가 완료 - 식약처 인허가를 위한 성능평가 지표 도출: 기술문서를 구성하기 위한 인덱스를 정의, 필요한 리스트 작성 (출처 : 요약문 5p)

• 연구책임자 : 홍봉환
• 주관연구기관 : 한국원자력의학원
• 발행년도 : 20210300
• Keyword : 1. 정전형가속기;절연 트랜스포머;대전류 아르곤가스 스트리퍼 중성자 발생 타겟;중성자 성형장치; 2. Electrostatic accelerator;Isolated Transformer;High current Argon gas stripper;Neutron Target;BSA;

□ 연구개발 목표 방사성폐기물에 잔류하는 미량의 악티나이드 회수를 위한 용융염/액체금속 접촉계면의 방사화학 반응특성의 이해와 공정장치 개념 개발 ○ 용융염과 액체금속 접촉계면을 통한 란타나이드와 악티나이드의 전해환원 및 선택산화에 대한 방사화학 거동 연구 ○ 용융염과 액체금속 접촉계면을 통한 미량의 악티나이드 회수 공정장치원리 개발과 제염계수 특성 분석 연구 □ 연구개발 내용 용융염과 액체금속의 접촉계면을 이용하는 군분리 공정의 화학거동 및 반응특성의 규명으로 사용후핵연료의 파이로공정 발생 폐용융염에 잔류하는 악티나이드 회수 원리 규명 1단계. 용융염과 액체금속 접촉계면을 통한 란타나이드와 악티나이드의 전해환원 및 선택산화 거동 연구 2단계. 용융염과 액체금속 접촉계면을 통한 악티나이드 회수 공정장치 원리 개발 ○ 다성분계에서 선택산화에 의한 군분리 특성 분석 ○ 선택산화 과정을 위한 원심력 기반 용융염과 액체금속의 혼합/분리 장치 개념에 대한 특성 분석 ○ 전해환원과 선택산화의 순차적 공정의 제염계수 특성 분석 □ 활용계획 및 기대효과 ○ 액체금속 전극을 이용하여 이종금속합금 형성에 의한 저전위 동시환원 기술, 용융염과 액체금속을 이용하는 공정장치 기술에 대한 이해함으로서 고준위 폐용융염 방사성폐기물의 독성 저감을 위한 기술로 활용 ○ 용융염과 액체금속 환경에서 란타나이드와 악티나이드의 방사화학 선진기술을 확보하고 이에 대한 전문지식을 함양한 고급인력을 양성함으로서 파이로공정 기술 개발 및 실용화에 기여할 것으로 전망됨 ○ 고준위 폐용융염 방사성폐기물의 독성 저감을 위한 파이로공정 선진기술 확보를 통해 국가 연구경쟁력 제고 (출처 : 요약문 3p)

• 연구책임자 : 박병기
• 주관연구기관 : 순천향대학교
• 발행년도 : 20211000
• Keyword : 1. 사용후핵연료;파이로공정;폐용융염;악티나이드;란타나이드;동시환원;선택산화;액체금속; 2. spent nuclear fuel;pyroprocess;salt waste;actinide;lanthanide;co-reduction;selective oxidation;liquid metal;

□ 연구개발 목표 ○ 원전의 실제 운전 조건 등 다양한 유동조건에서 비등 열전달 실험을 수행 데이터 베이스를 구축하고 이를 정밀하게 예측할 수 있는 비등 모델을 개발. • 원전 실제 운전 온도 및 압력 조건 국소 기포변수 측정 기술 개발 • 비등 열전달 열수력 실험데이터 분석을 위한 인공지능 기계학습 기법 개발 • 고온 고압 핵비등 열전달 실험 및 데이터베이스 구축 • 원전 운전조건 비등 열전달 모델 개발, 해석코드 적용 및 평가 • 핵연료 크러드 침적 관련 연구의 열수력 조건 연구환경 제공 □ 연구개발 내용 ○ 원전 실제 운전 온도 압력 적용 국소 광파이버 기포변수 측정 기술 개발 • 고온 고압 조건 기포변수 측정을 위한 초소형 국소 광파이버 센서 개발 • 개발된 광파이버 센서의 고온 고압 환경 적용성 시험 ○ 비등 열전달 실험데이터 분석을 위한 인공지능 기계학습 기법 개발 • 열수력 실험데이터 분석을 위한 인공지능 기계학습 기법 개발 • 비등 열전달 영향인자 분석 및 모델 개발을 위한 유사 데이터 생산 ○ 고온 고압 핵비등 열전달 실험 및 데이터베이스 구축 • 원전 증기발생기 및 노심 운전조건 중, 고압 실험 및 데이터베이스 구축 • 비등유로 시험부 단면 고정밀 국소 기포변수 분포 측정 ○ 원전 고온 고압 운전조건 비등 열전달 모델 개발, 해석코드 적용 및 평가 • 비등 열전달 모델 개발 • 1차원 최적 안전해석 코드 적용 및 평가 • 기기스케일 및 전산유체역학 코드 적용 평가 ○ 개발 기술의 확산 • 핵연료 크러드 침적 관련 연구 등 타 분야에서 개발된 기술수요가 발생할 경우 관련 기술을 지원 □ 활용계획 및 기대효과 (응용분야 및 활용범위 포함) ○ 원전 증기발생기 및 노심이 실제 운전되는 중, 고압 유동 조건에서 국소 기포인자 실험 DB를 생산함으로써 원전 안전해석 기술의 고도화와 선진화에 기여 ○ 국내 가동 원전의 정상운전 및 사고 조건에서 발생하는 비등 현상 정밀 평가를 위한 실험데이터 및 코드 등 인프라를 구축함으로써 원전의 안전성 평가기술을 향상시킴. ○ 개발될 인공지능 기계학습 기술은 원전 내 비등 외 타 열수력 현상 분석 연구에 확대적용할 수 있어 국내 원전 안전해석 및 열수력 기술을 한 단계 진일보 시키는데 기여. ○ 핵연료 크러드 침적 관련 연구 등 타 분야에서 기술 수요가 발생할 경우 열수력 조건 연구환경을 제공함 ○ 세계 최고 수준의 고온 고압용 광파이버 센서 측정기법 및 실험기술을 개발함으로써 원전 열수력 연구를 선도하고 타 유관 공학 분야로의 기술 확산을 통해 국가 과학기술 발전에 기여 (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 윤병조
• 주관연구기관 : 부산대학교
• 발행년도 : 20211200
• Keyword : 1. 고온고압;비등 열전달;국소 광파이버 센서;안전해석코드;원전 운전조건;기계학습 기법;국소 기포변수;전산유체역학코드; 2. High pressure high temperature;Boiling heat transfer;Local optical fiber sensor;Safety analysis code;Reactor operating condition;Machine learning method;Local bubble parameter;Computational fluid dynamics code;

Ⅳ. 연구결과 국내에서 원자력의 색채가 강하며 대표성, 전문성을 가진 유관기관이라고 볼 수 있는 원자력연구원, 원자력의학원, 원자력안전기술원, 원자력통제기술원, 한국수력원자력, 원자력환경공단, 한전원자력연료, 한국전력기술, 한국원자력안전재단 등 10개 기관의 지난 10년간 신규채용 실적은 2010~2014 간 평균 1000명대에서 2015~2016에는 평균 1500명대로 증가했다가, 2017~2020에는 평균 861명대로 감소하는 경향을 보였다. 즉, 학생 관점에서 취업의 기회에 있어서는 악화되는 경향이라고 해석할 수 있다. 국내 원자력공학 전공을 운영중인 17개 대학의 규모를 2016~2020년 범위로 조사하였다. 학사과정 재학생은 2016년 1900명대에서 2020년 1800명대 초반으로 감소, 신입생 규모는 2016년 400명 대 초반에서 2020년 300명대 초반으로 감소하였다. 대학원 재학생은 2016년 518명, 2017년 550명, 2018년 590명, 2019년 575명, 2020년 515명으로 불규칙한 추세이고, 대학원 신입생 또한 재학생과 유사하게 2016년 215명, 2017년 225명, 2018년 233명, 2019년 199명, 2020년 212명 등 불규칙한 추세를 보이고 있다. 국내 원자력 유관기관 중 원자력 발전 관련 가장 전문성을 요하는 4개 기관의 총 인력규모 및 원자력전공자 비율을 조사하였다. 2020년 기준 원자력연구원은 총원 1548명이며, 원자력전공자는 345명으로 22.2%를 차지했다. 한국수력원자력 중앙연구원은 총원 409명, 원자력전공자는 101명으로 24.6%를 차지했다. 한국원자력통제기술원은 총원 87명, 원자력전공자 42명으로 48.2%를 차지했다. 한국원자력안전기술원은 총원 468명, 원자력전공자는 234명으로 50%를 차지했다. 또한, 각 기관 내 주요 부서별 인원과 그 부서 내 원자력전공자의 비중도 조사하였다. 다음으로, 미래원자력기술발전전략에서 강조하고 있는 세부 기술분야 중에서 원자력 안전연구, 경수로형 소형원전, 비경수형 소형원전, 연구용원자로, 수소생산, 핵연료, 기초방사화학, 사용후핵연료 취급기술, 사용후핵연료 처리기술, 사용후핵연료 이송저장, 원전해체, 고준위폐기물 처분, 가속기, 방사선이용, 방사선의학, 중성자 이용, 4차 산업혁명기술(3d프린터), 핵융합 등 17개 분야별로 구분하여 기술의 개요, 현재 연구개발 상황, 정부 투자계획, 향후 20년간의 인력수요를 조사하였다. 이렇게 각 기술분야별로 조사된 인력수요 정보를 델파이 조사를 통해 유사 분야 전문가들간 상호검토하여 값을 보정하여, 최종 인력수요 규모를 확정하였다. (출처 : 요약문 3p)

• 연구책임자 : 정원표
• 주관연구기관 : 한국원자력협력재단
• 발행년도 : 20210500
• Keyword :

□ 연구개발 목표 ○ 사용후핵연료 전해환원에서 저환원율 원소 환원 특성 규명과 효율 향상 - 저환원율 원소(희토류 금속과 알칼리 토금속 원소)의 전기화학 데이터 생산 - 저환원율 원소의 전해환원 반응 특성과 저효율 원인 규명 - 미환원 산화물이 후속공정과 최종폐기물에 미치는 영향을 평가 - 중요 문제 원소의 환원효율을 높일 수 있는 공정 개선방안을 도출 □ 연구개발 내용 ○ 1단계: 미환원 산화물의 전기화학 데이터를 구축하여 전해환원 과정에서 저효율을 보이는 희토류와 알칼리 토금속의 환원 반응 특성과 저효율 원인 규명 - 희토류 금속과 알칼리 토금속 미환원 산화물의 전해환원 중 간접환원 및 직접 환원과 관련된 전기화학과 열역학 데이터 문헌조사 및 측정 - 전해환원 실험 장치를 구축하여 예비 환원실험을 진행하고, 희토류와 알칼리 토금속의 전해환원 반응 특성과 저효율 원인 규명 ○ 2단계: 미환원 산화물이후속공정으로 전달되어 핵물질 회수공정과 최종폐기물에 미치는 영향을 평가하고, 환원율 향상이 필요한 원소에 대하여 환원율을 향상할 수 있는 공정 개선 방안을 도출 - 미환원 산화물이후속공정인 공용융염 환경에서 용출 여부, 용출 화합물 형태, 회수체에 전착되는 거동을 평가하고 후속공정 효율 저해 원소 도출 - 미환원 산화물이 존재할 수 있는 전해환원 용융염 폐기물, 전해정련 양극폐기물, 공용융염 폐기물 등 최종폐기물 특성에 미치는 영향 평가 - 전해환원 운전조건과 환원반응을 개선(인가전위, 환원제, 온도 등)하여 후속공정 목표달성을 방해하고 최종폐기물 특성을 저해하는 중요 저환원율 원소 산화물에 대한 전해환원율 향상 방안 도출 □ 활용계획 및 기대효과 ○ 미환원 산화물의 환원율을 높여서 공정 효율을 증가 ○ 고속로 핵연료 품질에 직접적인 영향을 주는 후속공정에 주는 영향을 최소화하며, 최종폐기물에서 고방열성 핵종에 대한 정밀한 특성을 파악 ○ 고온 용융염과 산화물 복합계면에서 일어나는 방사화학적 현상에 대한 이해를 증진하여 차세대 핵연료주기 시스템에 실증에 기여 ○ 사용후핵연료 파이로프로세싱과 후행핵연료주기 차세대 전문 인력 양성 (출처 : 요약문 3p)

• 연구책임자 : 최성열
• 주관연구기관 : 서울대학교
• 발행년도 : 20211000
• Keyword : 1. 방사화학;전해환원;복잡계면;희토류금속산화물;용융염;사용후핵연료;파이로프로세싱;알칼리토금속산화물; 2. Radiochemistry;Electrolytic Reduction;Complex Interface;Rare Earth Metal Oxide;Molten salt;Spent Nuclear Fuel;Pyroprocessing;Alkaline Earth Metal Oxide;

□ 연구개발 목표 □ 다양한 원자력 분야에 적용되는 충전층의 주요 변수에 따른 자연/강제대류 열전달 상관식 개발 및 압력강하 예측 모델 연구 - 충전층 높이, 입자 크기, 유동 및 가열 조건에 따른 대류열전달계수 측정 - 가열 충전층 내 자연대류/강제대류 열전달 상관식 개발 - 충전층 구조에 적용 가능한 Colburn J-factor 상관식 개발 □ 연구개발 내용 □ 1단계(1~2차년도) - 문헌조사 수행 및 Test matrix 결정 - 양극 면적과 위치 영향 등을 확인하기 위한 예비실험 수행 - 충전층 자연대류 열전달 측정 실험장치 구축 - 충전층 특성 및 가열 조건에 따른 자연대류 열전달 측정 실험 수행 - 충전층 강제대류 열전달 측정 실험장치 구축 - 충전층 특성, 가열 조건, 유속, 유동 방향에 따른 강제대류 열전달 및 압력강하 측정 실험 수행 □ 2단계(3~5차년도) - 주요 변수(D/d, H, Red 등)의 범위 확장을 위한 전력 제한 평가 - 확장 범위에 대한 충전층 자연대류 및 강제대류 열전달 측정 실험 수행 - 가열 충전층 자연대류 열전달 상관식 개발 및 고도화 - 가열 충전층 강제대류(Upward, downward) 열전달 상관식 개발 및 고도화 - 충전층 구조에 적용 가능한 Colburn J-factor 상관식 개발 및 고도화 □ 활용계획 및 기대효과 (응용분야 및 활용범위 포함) 본 연구는 원자력 침체기의 기초/기반 연구로써 원자력 부문에서 다양하게 활용되는 충전층 내에서 발생하는 자연대류 및 강제대류 열전달 현상을 실험적, 이론적으로 고찰하고자 한다. 개발한 충전층 내 열전달 상관식은 페블 연료를 사용하는 미래형 원자로, 중대사고 파편잔해층 냉각 평가, CFVS의 Sand bed filter 등 다양한 원자력 분야에 적용될 것이다. 물질전달 실험기법을 통하여 입자의 자체가열을 현실적으로 구현하고 기존 연구들보다 확장된 범위의 연구를 수행함으로써 실험데이터 축적에 기여하며 충전층 기하구조가 반영된 Colburn J-factor 상관식을 개발함으로써 충전층 압력강하의 새로운 예측 방법론을 시도할 것이다. (출처 : 요약문 3p)

• 연구책임자 : 정범진
• 주관연구기관 : 경희대학교
• 발행년도 : 20211200
• Keyword : 1. 충전층;페블 베드 원자로;자연대류;강제대류;열전달 상관식;콜번 J 인자;자체가열;물질전달; 2. Packed bed;Pebble bed reactor;Natural convection;Forced convection;Heat transfer correlation;Colburn J-factor;Self-heating;Mass transfer;