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 : 박석원
• 주관연구기관 : 마루엘에스아이(주)
• 발행년도 : 20211200
• Keyword : 1. 하이브리드 티디아이;전하결합소자;시모스 이미지 센서;우주;검출기;화소;방사선;초점면 어레이; 2. Hybrid TDI;CCD;CMOS IMAGE SENSOR;SPACE;DETECTOR;PIXEL;RADIATION;Focal-plane Array;

□ 연구개요 피부장벽 기능에 중요한 기능을 하는 very long chain FA를 갖는 ceramide의 생성과 관련된 조절기전을 밝히기 위해, 취약한 장벽기능을 보이는 노화 피부와 만성 염증성 피부염인 건선에서 very long chain FA의 비율을 분석하여 지질량 자체의 양적 감소와 함께 long chain ceramide의 비울이 감소하는 질적 감소 문제를 확인하고 FA elongation을 조절하는 핵심인자를 발굴하여, 향후 항상성 유지에 도움이 될 수 있는 조절제 연구에 기초 근거 마련 연구 수행 □ 연구 목표대비 연구결과 • 피부 장벽 기능의 저하가 나타나는 노화 및 만성 염증성 피부 조건에서 각질층 지질의 very long chain FA를 갖는 ceramide의 분획 감소 확인 - 광노화 모델의 경우 very long FAs(longer than C25)를 가진 unbound CERs는 감소하나 bound CERs 들의 경우 차이가 없음 확인 / 건선 모델의 경우 unbound CERs와 bound CERs 모두에서 very long FAs는 감소하는 반면에 shorter FAs는 증가되는것을 확인. - 건선환자의 병변부와 비병변부를 정상피부와 비교한 결과 병변부의 각질층에서 unbound CERs의 long chain FAs는 감소됨을 확인함. / 60세 이상의 노화 피부와 30세 이하의 젊은 피부의 각질층을 분하여 분석한 결과에서도 젊은 피부에 비해 노화 피부에서 long chain FAs가 감소됨. • 조절 기전 탐색 연구 - 광노화된 각질형성세포와 IFN-r 염증유발 건선세포 모델에서 지질 합성 관련 주요 전사인자와 합성 효소들의 발현이 감소하고 FA elongation 관련 효소들이 감소됨을 확인. - 노화 모델의 경우 특이하게 TGM1의 발현이 증가되어 bound ceramide 계열은 chain 길이가 보전되는 것으로 나타남 - 지질합성과 관련된 주요 전사인자(PPARs/LXRα)의 발현 억제시 각질 세포내 지질함량이 유의하게 감소됨을 확인, 전사 인자의 발현을 조절하여 피부 장벽 기능을 조절할수 있음을 확인함. □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성) • 건선과 노화피부에서의 피부장벽 기능 저하를 개선하기 위해서 생리적지질 화합물의 양적인 보충 뿐아니라 질적으로 긴 carbon chain을 갖는 EO group 혹은 다른 ceramide 종류를 복합적으로 포함하는 전략이 효과적일수 있음 시사. • 적절한 염증사이토카인의 억제와 nuclear hormone receptor의 활성화를 통해 질환피부에서 장벽기능이 개선될 수 있음을 시사. • 기술 발전 방안: 추가적인 후속 연구로 가능성 있는 신규 기능성 화장품 소재 혹은 피부 치료제 신약 소재를 발굴되면, 관련 기업체와의 공동 연구를 통해 임상적 효능 검증을 하고 기술이전을 통해 실용화 단계로 진입하고자함. (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 홍승필
• 주관연구기관 : 연세대학교
• 발행년도 : 20210900
• Keyword : 1. 표피투과장벽;세라마이드;지방산 탄소사슬 길이;건선;노화; 2. epidermal barrier;ceramide;fatty acid chain length;psoriasis;aging;

ㅇ 고구마는 유전체가 거대하고 (3 Gb), 6배체이며, 이질성이 높아 유전체 분석이 난해한 작물임. ㅇ 다부처유전체사업으로 1차 해독된 고구마 유전체 정보를 이용하여 전분, 카로티노이드 등의 고구마 특이 대사 관련 유전자 목록을 작성하였음. ㅇ 국내외 주요 품종의 유전체 리시퀀싱 후 세포소기관(엽록체) 유전체를 조립, 분석, 비교하여, 품종간 상당히 유사함을 확인하였음. ㅇ 또한, 국내외 주요 품종의 핵 게놈 변이를 분석하여 품종 특이 SNP를 발견하고 이를 이용하여 국내외 9개 품종의 구별이 가능한 분자마커와 PCR 이용 판별방법을 개발하였음. ㅇ 종합적으로 거대, 다배체, 헤테로 작물의 유전체 정보 활용 사례를 축적하여, 타작물 적용 가능성을 확보하였음. (출처 : 요약서 3p)

• 연구책임자 : 이근표
• 주관연구기관 : 국립농업과학원
• 발행년도 : 20210200
• Keyword : 1. 고구마;유전체;유전자;품종판별; 2. Sweet potato;genome;gene;species identification;

※ 연구개발 목표 □ 두경부암 환자의 맞춤형 치료 플랫폼 개발 ○ 딥러닝을 이용한 두경부암의 치료예측 모델 및 치료반응 예측 바이오마커 발굴 ○ 개발된 예측 모델을 병원 EMR에 적용하여 의료진의 의사결정 지원시스템을 개발 및 효과 검증 ※ 연구개발 내용 ○ EMR 기반 임상 정보 및 방사선 치료 정보 추출 : 기존 연구들의 병원의 EMR 뿐만 아니라 방사선 치료 시스템(Eclipse)의 방사선 치료 관련 임상 데이터 추출 시행 ○ 인공 지능 모델 개발을 위한 대규모의 두경부암 데이터 베이스 구축 : 치료 반응 예측 모델의 정확성을 향상시키고 검증을 진행할 수 있는 대규모의 두경부암 관련 이미지 기반 데이터 베이스 구축 ○ Radiomics tool을 이용한 영상 정보 추출 : 상용화되어 있는 분석 도구를 이용하여 의료 영상에서 환자의 치료 병변 (ROI)에 대한 정보추출 ○ 획득한 임상정보를 이용한 치료 반응 예측 모델의 딥러닝 인프라 구축 : 의료 정보학과와 연계를 통해 높은 GPU로 구성된 딥러닝시스템을 이용한 예측 모델 개발 진행 ○ 딥러닝 기법을 이용한 치료 반응 예측 및 개인별 맞춤 치료 모델 개발 : 구축된 인프라를 바탕으로 암환자의 치료시 발생하는 부작용 및 치료 반응의 예측에 따라 환자에게 최적의 치료 방법(방사선 치료의 선량, 횟수, 치료 기법, 항암제의 농도와 횟수) 제공 ※ 활용계획 및 기대효과(응용분야 및 활용범위 포함) ○ (두경부암 방사선 치료 예측) Radiomics 기반의 선행 연구에 genomic data를 추가하여 Radiogenomics 기반의 예측 모델 및 치료 반응 예측 바이오마커 발굴 - 개발된 예측 모델을 병원 EMR에 도입하여 의료진의 의사결정 지원시스템을 구축하여 이에 대한 효과 검증 연구 진행 ○ (통합적 관리 시스템 운영) 병원내의 다양한 임상 정보들을 수집하고 분석하는 효율적 ICT 플랫폼 연계 기술 확보 - 암 환자의 일상생활에서 발생하는 생활 로그 데이터와의 연계를 위한 모바일 기반의 통합적 관리 시스템 운영 (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 허재성
• 주관연구기관 : 아주대학교
• 발행년도 : 20211200
• Keyword : 1. 암;인공지능;딥러닝;예측 모델;맞춤형 의료;의사 결정 시스템;두경부암;방사선 치료; 2. Cancer;AI;Deep learning;Prediction model;Pesronalized medicine;CDSS;Head and neck cancer;Radiation;

□ 연구개요 각막이식은 실명위기 환자의 유일한 시력회복 수술이지만, 빈번히 거부반응(immune rejection)이 발생하며, 이는 이식성공의 심각한 제한요인이다. 과거의 많은 연구에도 불구하고, 이식 거부반응이 어떠한 기전으로 발생하는지, 어떤 immunological factor가 이식편의 생착성공과 거부반응을 구분하는가, 면역관용 (tolerance)은 어떻게 생기는가는 잘 알려져 있지 않다. 본 연구의 목적은, 동계 (syngeneic; same genetic background), 동종 (allogenic; same species), 이종 (xenogenic; different species) 간의 이식을 비교하여 (i) allo-specific marker를 발굴하고, (ii) 면역특이 마커들이 이식 거부과정에 관여하는 중요작동기전 (key molecular mechanism)을 밝혀내며, (iii) 마커(들)의 임상적 유효성 확인을 위한 기반조성과 발현을 조절하는 약제의 탐색 을 목적으로 한다. □ 연구 목표대비 연구결과 목표1 : 동계(syngeneic), 동종(allogeneic), 이종(xenogeneic)-graft model을 이용하여 각막이식 거부반응의 초기에 관여하는 동종면역 특이 마커를 탐색 및 발굴. 결과 : 동종이식거부반응에 대한 기전 규명 및 특이 마커를 발굴함. Syngeneic, Allogeneic Xenogeneic 마우스 모델을 확립하고 이식 후 Accept, Reject 그룹으로 나누어 마우스 각막의 단백체, 전사체 분석을 수행하여 Accept 특이적인 마커 2종 (Rbp4, Serpinf2) 및 Reject 특이적인 마커 6종 (Pgk1, Eno3, Aldoa, Tpi1, Cox5a, Ppp3r1)을 발굴하였음. 또한 Reject 과정중에 Glycolysis, NADH dehydrogenase in mitochondria 기전 관련한 단백질들이 증가함을 확인하였음. 목표하였던 면역 특이 마커를 발굴하고 새로운 이식 거부 반응에 대한 기전을 규명하였음. 목표2 : Allo-specific DAMP(damage associated molecular pattern) 발현과 제어 관련 기전 규명 및 마커 발굴 결과 : Allo-specific marker의 정확한 감별을 위해 mouse 이식 모델을 통한 syngeneic과 allogeneic의 각막 조직으로부터 allo-specific marker를 발굴함. Syngeneic에 비해 allogeneic에서 nuclear receptor인 NR4A1, neutrophil chemotaxis에 중요한 역할을 하는 CXCL7과 그에 대한 receptor인 CXCR2 발현이 증가함. Innate immune response에 관여하는 REG3r, BPIFB1 등의 mRNA 발현양도 allogeneic 에서 현저하게 증가함을 확인함. DAMP signal에 중요한 역할을 하는 NLRP3 와 TLR2 의 mRNA level이 allo-specific 하게 증가하고, 이들 signaling에 의해 조절되는 TNF-a, IL-6 및 IL-10 cytokines level 도 allogeneic 모델의 이식 각막에서 증가함을 확인함. □ 연구발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) 1) 각막이식 후 이식편의 수명은 그 기능을 평가하는 마커 (예, 각막내피세포 갯수)에 의존되어왔음. 본 연구는 장기의 최초로 allo-specific marker monitoring 기반을 제공하며 거부반응을 초기에 탐지 가능→이식장기의 수명향상. 2) 방수 및 각막 조직 유래 단백체, 전사체에 대한 OMICS 기반 분석 플랫폼 구축을 통해 다양한 외안부 질병의 원인 규명 및 조기진단을 가능하게 할 것임. 3) Inflammation과 비교하여 Immune reaction 초기에 중요한 molecular patterning을 최초로 밝혀냄. 이는 inflammatory disease와 autoimmune disease를 구별하는 기반 마련 (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 이형근
• 주관연구기관 : 연세대학교
• 발행년도 : 20210300
• Keyword : 1. 동계이식;동종이식;이식편거부반응;각막;단백체학; 2. Syngeneic;Allograft;Graft rejection;Cornea;Proteomics;

□ 연구개발 목표 ○ 공중방사선의 실시간 원격측정이 가능한 드론 기반 감시시스템을 개발하고, 원자력 이용시설 주변 환경의 대기 방사선 정보를 3차원 매핑하는 연구를 수행함. 이를 통해 대기환경 광역범위의 공중방사선을 가시화할 수 있는 기술을 개발하고자 함. □ 연구개발 내용 ○ 1차년도 - 드론 탑재를 위한 공중방사선 검출장치 개념설계 및 기초연구 - 방사선 감시 데이터 3차원 이미지 복원 알고리즘 선정 ○ 2차년도 (단계) - 드론 탑재를 위한 공중방사선 검출장치 상세설계 및 검출센서 특성분석 - 방사선 감시 데이터의 3차원 이미지 복원 알고리즘 모델 개발 ○ 3차년도 - 드론 탑재를 위한 공중방사선 검출장치 시작품 제작 및 기초 성능평가 - 공중방사선 검출장치 원격관리 및 데이터 취득 프로그램 개발 ○ 4차년도 - 드론 기반 공중방사선 감시시스템 시작품 제작 - GPU를 활용한 데이터 처리 알고리즘의 가속화 기법 개발 ○ 5차년도 - 드론 기반 공중방사선 감시시스템 성능평가 및 최적화 - 공중방사선 3차원 매핑 및 가시화 프로그램 개발 ○ 6차년도 (최종) - 공중방사선 실시간 측정을 위한 운영프로토콜 개발 - 대기환경 데이터를 이용한 오염도 개발기술 평가 - 요소기술 간 통합을 위한 모의 현장 평가 및 최적화 □ 활용계획 및 기대효과 (응용분야 및 활용범위 포함) ○ 본 연구를 통해 제안하는 드론 기반의 실시간 공중방사선 감시시스템 및 3D 매핑기술을 적용한 가시화 프로그램은 원전뿐만 아니라 방사성폐기물 저장시설 주변의 환경방사선 감시 그리고 원전 해체부지의 환경방사선/능 모니터링 시스템 등에 추가로 적용이 가능하며, 측정 및 감시에 소요되는 시간과 비용의 절감을 통해 효율적인 감시시스템으로 활용이 가능함 ○ 원전 분야 외에도 감마선, X-선 등을 사용하는 의료분야, 비파괴 산업분야 등에서 동일한 원리를 적용, 방사선/능을 원격으로 검출 가능함 ○ 3차원 매핑기술을 이용하여 원자력이용시설 주변 환경에서 발생되는 환경방사선/능의 모니터링이 가능할 경우, 방사선작업종사자 및 원자력시설 주변의 주민 안전성 향상에 중요한 역할을 할 것으로 전망됨 ○ 드론 기반의 실시간 공중방사선 감시시스템 및 가시화 프로그램이 개발될 경우, 국내 환경방사능 측정기술의 자립에 상당한 기여를 할 수 있을 것으로 기대됨 (출처 : 요약문 3p)

• 연구책임자 : 신상훈
• 주관연구기관 : 미래와도전
• 발행년도 : 20211200
• Keyword : 1. 드론;공중방사선;검출장치;감시시스템;3차원 매핑;가시화;실시간;대기환경; 2. Drone;Aerial radiation;Detection device;Monitoring system;3D mapping;Visualization;Real-time;Atmospheric environment;

□ 연구개발 목표 1. 유도초음파 최적 모드 선정 기술 가. 최적 유도초음파 모드 선정 기법 연구 나. 콘크리트 시공 상태에서의 유도초음파 전파 특성 분석 2. 실시간 검사 시스템 구현을 위한 트랜스듀서 연구 가. Comb type 트랜스듀서의 성능 평가 나. Angle beam type 트랜스듀서의 성능 평가 다. Omni-direction 트랜스듀서의 성능 평가 3. 영상화 기법 연구 가. 영상화 알고리즘 최적화 가. SHM (Structural Health Monitoring) 구현을 위한 실시간 영상화 최적화 4. 자동화 기반 CLP 실시간 건전성 연구 다. 신호처리 및 하드웨어 구성 최적화 마. 네트워크 기반 실시간 데이터 공유 시스템 → Big data / deep learning을 이용한 건전성 평가 추가 5. 건전성 평가를 위한 결함의 정량화 연구 가. 감육 깊이에 따른 결함 검출 가능성 연구 나. 감육 분포 및 형상에 대한 결함 위치 및 크기 영상화 연구 6. 원전 CLP 대상 건전성 평가 기법 및 시스템 최적화 가. 기존 결함을 대상으로 한 정량적 및 효용성 평가 나. 일정 시간 가동 및 운용을 통한 시스템 안정성 평가 □ 연구개발 내용 ○ 1차년도 : 1) CLP 대상 Lamb wave 모드 분석 및 주파수 선정 2) 대상 체 dispersion 선도 3) FEM simulation을 통한 최적 모드 선정 4) 콘크리트 bonding state에 따른 전파 양상 ○ 2차년도 : 1) 선정된 유도초음파 모드의 감육 및 결함 평가 검토 2) 최적 토모그래피 이론 선정 3) 감육 깊이에 따른 토모그래피 구현(3D, 정량화) 4) 해당 기법의 영상화 기법의 검출 가능 영역 및 깊이 규명 5) 최소 두께 및 영역을 고려한 센서 배치 선정 ○ 3차년도(단) : 1) 원격 제어용 단일 센서 Unit 개발 2) 센서 재질, 커플링 method 3) 구동 시스템, 내구도 고려 4) 해당 센서를 통한 유도초음파 전파 양상 검증 5) 원격 제어용 모듈 개발 ○ 4차년도 : 1) 국부 정밀 진단 기능 모듈 탑재 2) 오토스캐닝 프로토 타입 툴 3) IOT 기반의 탐상기 컨트롤링 모듈 개발 4) 현장 CLP 동일 구조물 대상의 실증 검사 ○ 5차년도(최종) : 1) LTE 기반의 검사 결과의 실시간 공유 및 평가 2) 빅데이터를 활용한 영상화 최적화 3) 시스템 자동화 모듈 탑재 4) 시스템 최종 점검 및 운용성 평가 □ 활용계획 및 기대효과 ○ 정량적 성과 - 1년차 1) 특허 1건 : 원자력 CLP 유도초음파 실시간 검사 기법 2) SCI 급 논문 1건 - 2~4년차 1) 매년 SCI 급 논문 1건 이상 - 5년차 1) 특허 1건 : 원전 CLP 실시간 자동 비파괴 검사 및 데이터 공유 시스템 2) SCI급 논문 1건 이상 ○ 정성적 성과 - CLP 검사 검증을 위한 유도초음파 모드 선정 기법 - CLP 실시간 검사를 위한 유도초음파 구조 진단 시스템 - CLP 평판 구조 건전성 영상화를 위한 알고리즘 구성 - CLP 대상 유도초음 구조 진단 시스템 DEMO TEST 결과 현 시스템에서 주기적 검사로 이루어지는 CLP 비파괴 검사 누락기간 및 검사자에의 영향과 난접근(상부 돔 구조물) 영역 검사에를 고려한 한계점을 극복한다. 실시간 Robotics 기반의 CLP 검사 기법 구현을 통하여, CLP 내부 의 지속적인 건전성 정보를 공유한다. 해당 정보 공유를 통하여, 격납 건물 내부의 안전관리에 대한 검사 시스템을 완성하고, 장비 개발 및 기술 수출에 대해 이바지 한다. (출처 : 요약문 3p)

• 연구책임자 : 조윤호
• 주관연구기관 : 부산대학교
• 발행년도 : 20211200
• Keyword : 1. 원전격납건물;실시간검사;유도초음파;자동화검사;토모그래피;LTE통신;빅데이터; 2. Nuclear Power plant;CLP;real-time inspection;guided wave;Autonomous system;Tomography;LTE communication;Big data;

□ 연구개발 목표 방사성폐기물 관리를 위한 다상 복잡계면에서의 방사화학 연구 ● 사용후핵연료 전해환원에서 저환원율 원소 환원 특성 규명과 효율 향상 ● 방사성폐기물에 잔류하는 미량의 악티나이드 회수를 위한 공정장치 개념 개발 ● 고온 수용액 환경에서 악티나이드 원소의 화학적 거동 및 특성 규명 ● 제일원리 기반 전산방사화학을 이용한 다상 복잡계면 물성획득 ● 섬광광섬유 및 섬광체 이용 핵종분석 비파괴 방식 다차원 고분해능 센서시스템 개발 ● 학‧연 연계 다양한 매질에서의 악티나이드 화학연구 기반 구축을 통한 방사화학 분야의 차세대 전문 인력 양성 □ 연구개발 내용 1단계 (2016~2018) ● 전해환원 과정에서 저효율을 보이는 희토류/알칼리 토금속의 환원반응 특성과 저효율 원인 규명 ● 용융염과 액체금속 접촉계면에서의 란타나이드/악티나이드의 전해환원 및 선택산화 거동 연구 ● 고온 수용액 환경에서의 악티나이드 착화합물 형성 특성 규명 ● 고상/용융염, 용융염/액체금속의 다상 복잡계면에서 전기화학적 물성 획득 ● 섬광광섬유를 이용한 비파괴 핵종 분석용 센서시스템의 개발 및 성능평가 ● 고온 용융염용 마이크로전극 제작, 성능 시험 및 학‧연 연계 악티나이드 화학연구 2단계 (2018~2021) ● 미환원 산화물의 핵물질 회수공정과 최종폐기물에 미치는 영향 평가 및 환원율 향상 공정 개선 방안 도출 ● 용융염과 액체금속 접촉계면을 통한 악티나이드 회수 공정장치 원리 개발 ● 고온 수용액/고체·광물질 계면에서의 악티나이드 원소의 복합화학 특성규명 ● 용융염/액체, 유리화 물질/수용액 환경 하 열역학적. 동역학적 물성 획득 ● 섬광체를 이용한 다차원 고분해능 비파괴 핵종 분석용 센서시스템의 개발 및 방사화학 분야의 실제 적용성 타진 ● 마이크로전극을 이용한 용융염내 악티나이드 전기화학 거동 측정 및 학‧연 연계 악티나이드 화학연구 연구개발 성과 목표 ● 용융염-산화물 다상 복합계면에서 저환원율 원소의 반응 규명 ● 용융염 환경에서 액체금속 전극으로 이종금속합금 형성에 의한 저전위 동시환원 반응 규명 ● 고준위폐기물 및 사용후핵연료 처분안전성과 밀접한 종합적인 악티나이드 화학거동 이해증진 ● 제일원리를 이용 전산모사를 통한 방사화학연구의 새로운 기법 확립 ● 섬광광섬유 및 섬광체를 이용한 방사성폐기물의 방사능 분포 측정 및 핵종 판별용 비파괴 방식의 다차원 고분해능 센서시스템 개발 ● 마이크로전극을 이용한 용융염 내 란타나이드, 악티나이드 전기화학 측정 자료 ● 방사화학 교육지원, 학연 방사화학연구 네트워크 구축 및 인력교류 ● SCI급 논문 게재 30편, 학술발표 55건, 석·박사급 전문인력 20명 양성 및 국내특허 출원 등 □ 활용계획 및 기대효과 ● 미환원 산화물의 환원율 증가를 통한 공정 효율 증가 ● 고준위 폐용융염 방사성폐기물의 독성 저감 ● 고준위방사성폐기물 및 사용후핵연료 처분 관련 기초 지구방사화학 원천기술 확보 ● 효율적인 공정 설계 및 운영에 기반인 데이터베이스 구축 ● 방사성폐기물 검증 시 방사선 종사자의 방사선 피폭 저감 ● 학연 공동연구 수행을 통한 방사화학연구 저변 확대 및 네크워크 구축 ● 방사화학의 전문지식을 함양한 석·박사급 고급연구인력 양성 (출처 : 요약문 3p)

• 연구책임자 : 윤종일
• 주관연구기관 : 한국과학기술원
• 발행년도 : 20211000
• Keyword : 1. 방사성폐기물;방사화학;다상 복잡계면;파이로 공정;방사성폐기물 처분;사용후핵연료;악티나이드;전문 인력 양성; 2. Radioactive waste;Radiochemistry;Multiphase and complex interface;Pyroprocessing;Disposal of radioactive waste;Spent nuclear fuel;Actinide;Promotion of high-qualified professionals;

□ 연구개발 목표 방사능 치료, 화학요법 등과 같은 외부 자극으로 사멸된 암세포로부터 국소적으로 발생하는 캐스파제(caspase)-3로 인하여 암 조직에서만 선택적으로 활성화되는 특정 펩티드 서열(DEVD)을 플랫폼 기반 기술로 하여 지속형 유도형질 표적항암제를 개발함. 세포 및 동물실험을 통하여 국소 및 전이 암 조직에서의 치료효과 비교 후 저독성 및 지속성을 갖는 물질을 최종 선정하여 최적화 한 후, 전임상 완료 및 IND승인을 받는 것을 목표로 함. □ 연구개발 내용 ∙ 기존의 내인성 요인에 의존하는 암 항원 표적 항암치료의 한계점을 극복하기 위해 외부 자극에 의해 암 조직에서 선택적으로 활성화 되는 펩티드 결합(DEVD)을 바탕으로 한 차세대 항암 치료 기술을 개발하고자 함. ∙ 1단계 연구를 통해서 다양한 후보물질들을 합성하고 그 치료효능의 유효성을 검증하여, 국소 암 대상으로 적용될 최종 약물 후보로써 (EMC-DEVD-S-DOX, MPD-1)을 선정함. ∙ 임상에 적용될 암 질환 선정, 임상프로토콜 확립 및 IND 승인 (1) 선정된 후보물질이 임상에서 적용될 암 질환 선정 (2) 선정된 암 질환을 대상으로 임상 프로토콜 확립 (3) 전이 암 대상의 물질은 국소 암 대상 물질과 병용요법의 프로토콜을 확립하며 최적화하여 전임상에 성공적으로 진입하고, 전임상시험 완료와 IND 승인을 목표로 함. □ 활용계획 및 기대효과(응용분야 및 활용범위 포함) ∙ 방사능 치료와 같은 외부 자극에 의해서 활성화 되는 특정 펩티드서열을 플랫폼으로 한 항암제의 개발은 현재까지 시도된 바가 없어 성공적으로 사업화 될 경우 표적항암치료의 새로운 플랫폼 기술을 제시한다는 측면에서 파급효과가 매우 클 것으로 기대됨. ∙ 기존의 표적항암치료의 경우 특정 암 항원을 표적화하는 내인성 요인에 의존하는 한계점이 있는 반면 본 기술의 경우 외부 자극에 의한 활성화를 이용하므로 종양이질성이나 복잡성과 같은 기존 표적형 항암제의 근본적 한계점을 극복할 수 있음. ∙ 기존 표적항암치료제와 차별되는 새로운 패러다임을 제시함으로써 국내외적으로 경쟁력 있는 원천 기술을 확보하고 국내 바이오제약 시장에는 새로운 가치의 성장 동력을 창출할 것으로 기대됨. (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 김상윤
• 주관연구기관 : 울산대학교
• 발행년도 : 20210700
• Keyword : 1. 유도형질;선택적 활성 항암제;방사선 치료;표적항암제;프로드러그;국소암;카스파제;지속형약물; 2. Induced phenotype;In situ activatable;Radiotherapy;Targeted therapy;prodrug;local tumor;caspase-3;long acting;