본 과제는 북핵 우발사태(핵실험)시 종합적인 기술평가 지원을 수행하기 위하여 평시 북한 핵활동 관련 공개정보를 수집하고 분석하는 체계를 구축·운영하며, 핵활동 탐지유관기관 간 유기적 협력체계를 유지함으로서 국가 위기관리 체제 제고를 지원함 북한을 포함한 우려국에 대한 핵주기/핵비확산 관련정보를 DB화하여 구축하고 핵비확산·핵안보 측면에서 북한을 포함한 주변국 핵활동에 대한 분석 역량을 확보하기 위한 기반을 강화하였음 본 과제의 연구목표는 다음과 같음. ◦ 핵활동 관련 기술정보의 수집 및 관리 ◦ 북한 핵활동 관련 기술정보를 적시 분석하여 제공 ◦ 기술정보 분석 역량 강화를 위한 국내외 전문가 네트워크 강화 (출처 : 초록 3p)

• 연구책임자 : 김민수
• 주관연구기관 : 한국원자력통제기술원
• 발행년도 : 20200100
• Keyword : 1. 비확산;핵활동;포괄적핵실험금지조약;핵군축검증국제파트너십;비핵화;검증;폐기; 2. Non-proliferation;Nuclear Activities/Program;Comprehensive Nuclear Test-Ban Treaty(CTBT);International Partnership for Nuclear Disarmament Verification(IPNDV) Denuclearization;Verification;Dismantlement;

○ 연구개요 ◦ 임상에서는 납판을 그대로 사용하거나 납 분말이나 아산화납을 과량 고분자 수지에 배합한 방사선 방호섬유 소재를 사용하여 방사선에 대한 안정성을 확보하고 있으나 제작하는 공정 과정에서 인체에 납 중독을 일으키는 치명적인 문제로 인하여 사회적으로 외면 받고 있음. 기술적 관점에서 매우 작은 극공으로 방사선이 투과할 가능성이 있기 때문에 충분한 차폐성능을 확보하기 위한 두께에 한계가 있으며, 이로 인하여 신축성, 유연성, 경량화에 한계가 있음. 하지만, 납을 포함하지 않고 방사선 차폐 성능을 확보함과 동시에 신축성, 유연성을 획기적으로 개선한 첨단 메디컬 신소재에 대한 연구가 절실함에도 불구하고 아직까지 방사선 방호소재 분야의 기술 성숙도가 낮아 안정성, 경제성을 갖춘 제품에 대한 개발은 이루어지지 못하고 있음. ◦ 이에 본 연구에서는 납을 대체할 방사선 차폐 물질을 적용하여 방사선 차폐성능을 확보함과 동시에 신축성, 유연성을 겸비할 뿐만 아니라 경량화 가능한 첨단 메디컬 신소재 기술을 연구함으로써 무독성 방사선 방호섬유소재 제조 기술을 구현하고자 함. ○ 연구 목표대비 연구결과 ◦ 1차 년도는 무독성 방사선 방호섬유 소재 개발을 위한 차폐 시트 연구를 목표로 연구를 수행한 결과 문헌 조사, 특허 분석을 바탕으로 차폐 후보 물질 선정을 완료하였으며 공정 변수에 따른 simulation 연구 결과를 바탕으로 단일 층 차폐 시트 구조 설계 완료 후 1차 무독성 방사선 차폐 시트 제작을 완료하였음. 제작된 차폐 시트는 에너지 변화에 따른 차폐율 성능 평가를 수행하여 후보 물질 군 차폐율 성능 비교 분석을 완료하였음. 상기의 연구 결과를 바탕으로 1차년도 정량적인 연구 목표를 달성하였음. ◦ 2차년도는 유연성 및 신축성 성능 개선을 위한 기능성 소재 연구를 목표로 1차 년도에 제작된 차폐 시트의 공정 최적화 연구를 수행하였으며 유연성 및 신축성 평가는 KS 규격에 부합하는 평가 방법과 기준을 바탕으로 연구 결과를 도출하였음. 또한 고분자 물질 혼합 비율을 적용한 다층 구조의 차폐 시트 제작을 위해 고분자 배합 비율 변화에 따른 인장강도, 신장률, 유연성 등 물리적 특성 평가를 수행하여 그 결과를 정량적으로 도출하였음. 상기의 특성 평가 결과를 바탕으로 다층 구조의 방사선 차폐 시트를 제작, 차폐율 평가를 수행하였으며 해당 차 년도의 기능성 소재 연구에 대한 정량적 목표를 달성하였음. ◦ 3차년도에는 첨단 메디컬 무독성 신소재의 임상 적용 가능성 평가를 목표하였음. 다층 구조의 차폐 시트 제작 시 공극률 최소화 및 표면 특성 개선 후처리 작업에 대한 연구를 바탕으로 차폐 성능 평가와 경량화 가능성 분석 등의 결과를 도출하였음. 또한 공인 인증기관의 시험 성적서를 확보하여 임상 적용 가능성에 대해 검증하였음. 상기의 연구 결과를 통해 해당 차년도 연구 목표 대비 우수한 정량적 목표를 달성하였음. ○ 연구개발결과의 중요성 ◦ 국내 기술 성숙도는 방사선 안전관리 분야에서 선진국 수준의 수준에 육박하는 것으로 분석되고 있으나, 안전성을 확보하기 위한 방사선 방호소재 분야에서는 기술 성숙도가 낮은 상황이므로 본 연구 개발은 작업자의 안정성을 확보할 뿐만 아니라 국민의 신뢰성을 높이는데 기여할 수 있으므로 중요도가 매우 높음. - 본 연구 결과는 다층 구조로 방사선 차폐 시트를 설계함으로써 각 소재층에 존재하는 극공에 대한 영향을 고려하여 인체 내에 흡수될 수 있는 방사선에 대한 영향을 최소화 하였으므로 기존 방사선 차폐체 기술의 문제점인 특성 X선에 대한 피폭 문제를 획기적으로 개선할 수 있는 연구 결과로 제시될 수 있음. 그러므로 상기의 연구 결과를 바탕으로 방사선 안전 관리 분야에서 안정성을 확보하기 위한 방호 소재 분야의 기술 성숙도를 높일 수 있는 중요한 연구 결과로써 제시될 수 있을 것으로 사료됨. - 다층 구조의 차폐 시트의 유연성 및 신축성 등 물리적 평가에 대해 납과 상대적인 비교평가를 수행한 결과 모든 지표에서 우수한 특성을 나타냈으며, 특히 인장강도 평가에서 매우 우수한 특성을 나타내는 것으로 평가되었음. 이러한 연구 결과는 기존에 상용화된 납 차폐체를 대체할 수 있는 신소재로써의 가능성을 검증할 수 있는 중요한 원천 기술 자료로써 제시될 수 있으며 나아가 국내 방사선 차폐 분야의 학문/기술적 수준을 한 단계 높일 수 있을 것으로 사료됨. (출처 : 연구결과 요약문 3p)

• 연구책임자 : 박지군
• 주관연구기관 : 한국국제대학교
• 발행년도 : 20200300
• Keyword : 방사선 방호섬유소재;무독성 신소재;다층 구조;방사선 차폐 시트;직접 X선 차폐;특성 X선 차폐;공간선량 차폐;경량화;유연성;

ㅇ 연구개요 방사선 노출에 의한 성체와 태아에서의 조혈줄기세포 노화 유도와 조혈생성 변화의 기전을 분석하고 산화적 스트레스와 Wnt 신호전달 조절을 통한 조혈줄기세포의 기능유지와 노화억제 조절기전 분석에 있음 ㅇ 연구 목표대비 연구결과 ○ 반복적인 방사선 조사에 따른 성체 내 조혈줄기세포 및 조혈생성 변화를 분석한 결과 반복적인 방사선 조사는 단일 방사선 조사와 비교하여 조혈줄기세포 내 활성산소 축척 증가와 함께 조혈줄기세포 기능성 저하 및 노화 진행정도를 증진시켰으며 반복적 방사선 조사 후 생쥐는 혈액 내 백혈구, 적혈구 및 혈소판 수치도 감소와 수명이 줄어든다는 것을 확인하였음. ○ 반복적인 방사선 조사가 임신한 생쥐의 태아 내 조혈줄기세포의 발달과 노화에 미치는 효과 연구에서 1.5Gy의 방사선 노출된 임신한 어미 생쥐에서 태어난 자손생쥐는 생후 2달 이내에 모두 사망할 정도로 성체에 비해 태아는 방사선 조사에 보다 민감하게 반응하였으며 1.0Gy의 방사선에 노출된 자손생쥐는 낮은 조혈줄기세포 분포 및 높은 활성산소 축적과 노화인자들을 가지고 있음을 확인하였음. ○ 조건적 유전자적증 동물모델(Wntless conditional knockout 생쥐 등)을 사용하여 방사선 조사에 따른 조혈줄기세포의 기능성 및 자가재생 능력 변화에 대한 기전 연구를 수행한 결과 비록 Wntless knock 생쥐는 골수 내 골 생성 능력은 감소하였지만 조혈줄기세포 빈도 및 조혈생성에는 변화를 보이지 않은 반면 Wntless knock 생쥐의 골수 내 조혈줄기세포는 방사선 노출에 저항성을 보여 활성산소 및 노화인자의 증가가 억제됨을 확인하였음. ○ 항산화제를 활용한 방사선 조사 유도 조혈줄기세포의 산화적 스트레스와 노화 억제 가능성을 연구한 결과 선별된 Caffeic acid 투여는 단일 방사선 조사에 따른 조혈 줄기세포의 활성산소와 노화 억제효과를 보였으며 정상적인 조혈생성 및 수명유지 탁월한 효과를 확인하였음. 반면, 반본적인 방사선 조사에 따른 Caffeic acid 투여는 일시적인 억제효과만을 나타냄을 확인하였음. ㅇ 연구개발결과의 중요성 ○ 단일 및 반복적 방사선 조사에 따른 조혈줄기세포 노화 조절기전을 규명하였으며, 이를 통해 방사선 조사 및 골수이식이 필요한 암환자 치료를 위한 새로운 치료전략을 구축할 수 있는 근거를 확보함. ○ 또한 방사선 유도 조혈줄기세포 노화 조절기전에 caffeic acid 및 Wnt signaling이 관여한다는 것은 증명함으로 임상적 접근 방안을 마련할 수 있는 근거를 확보하였으며, 페놀성 화합물 및 Wnt 저해제 등 다양한 소재의 방사선 유도 조혈줄기세포 노화 억제 특이적 임상적 활용을 위한 기반자료를 확보하였다는 점에서 연구개발의 중요성을 제시함. ○ 주요 연구결과들을 국제저명학술지에 게재함으로써 연구의 신뢰성을 확보하였으며, 새로운 조혈줄기세포 노화 조절제 개발을 위한 과학적 근거자료를 확보하는데 중요한 토대를 마련함. (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 국성호
• 주관연구기관 : 전북대학교
• 발행년도 : 20200300
• Keyword : 방사선 노출;성체와 태아;조혈줄기세포 노화;조혈생성;면역노화;활성산소;Wnt 신호전달;항산화제;Wntless knock-out 생쥐;

□ 연구개요 • XFEL (X-ray Free Electron Laser) 은 SASE (Self-amplified spontaneous emission) 현상으로, 노이즈에서 증폭되므로 시간 분포나 스펙트럼 분포에서 매우 spiky한 모양으로 종방향 결맞음이 매우 낮은 상태를 갖게 됨 • 자료조사와 기초연구 결과로, 구현 가능성이 가장 높은 self-seeding 방법에 집중해서 연구 추진. • PAL-XFEL 에 구축된 self-seeding 시스템을 활용하여 XFEL 의 종방향 결맞음 개선 연구를 수행함. □ 연구 목표대비 연구결과 • self-seeding FEL로 FEL radiation의 (수식) 를 SASE 의 10^-3 에서 10^-5 수준으로 종방향 결맞음을 개선함. Self-seeding 으로 bandwidth 가 20배 이상 줄어들고 peak intensity 가 3배 이상 증가하고, 정량적 목표인 (수식) 는 3.9x 10-5로 목표치 10-5 수준을 달성. 뚜렷한 종방향 결맞음 개선효과를 확인함. • 종방향 결맞음 특성이 fourier transform limited 수준에 도달하는 방법으로 self -seeding 이 가장 실현 가능한 방범임을 확인함. • Seeded FEL 의 peak intensity가 SASE 의 12배까지 증가됨. Seeded FEL 의 in tensity 도 0.85 mJ 에 달함. 미국 SLAC 연구소의 LCLS에서 달성한 수치(0.4 mJ)의 2배 에 해당하는 세계 최고 성능 달성함. • self-seeding 방범으로 달성한 결과는 세계 최고 수준으로, 현존하는 경엑스선 X-ray source 중 가장 spectral brightness 가 높은 결과임. □ 연구개발결과의 중요성 • self-seeded FEL은 bandwidth 가 0.5 eV 정도이면서 (BW 가 SASE FEL 보다 20배 이상 작음), peak intensity 는 5배 이상 높아, XFEL 을 사용한 실험에서 보다 양질의 데이터가 산출됨이 확인됨. • seeded FEL을 활용한 빔라인 science 연구 결과에 관심이 모아지고 있고, 향후 많은 실험들이 seeded FEL을 사용할 것으로 예상됨. • 본 연구를 통해 달성된 self-seeded FEL 의 spectral intensity 와 안정도는 세계 최고 성능임. (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 강흥식
• 주관연구기관 : 포항공과대학교
• 발행년도 : 20200300
• Keyword : 1. 종방향 결맞음; 2. X-ray Free Electron Laser;Self-amplified spontaneous emission;self-seeding;bandwidth;fourier transform limited;peak intensity;spectral brightness;

○ 핵안보 문화 구축을 위한 원자력 발전소 종사자 인적데이터구축 방법론 제시 ○ 핵안보 문화 강화를 위한 원자력 발전소 종사자 스크리닝 시스템 제안 ○ 생체신호기반 근무적합성 평가를 통한 핵안보 문화 증진 ○ 생체데이터를 이용한 원자력 중요시설 의도 접근권한 관리시스템 타당성 평가 ⚫ 실제 Pilot 실험을 통해 얻어진 근무자 생체데이터(EEG, ECG, GSR, eye tracking)를 기반으로 한 직무적합도, 내부자위협, 인적오류 예측모델 개발. (출처 : 요약서 3p)

• 연구책임자 : 임만성
• 주관연구기관 : 한국과학기술원
• 발행년도 : 20200100
• Keyword : 1. 핵안보문화구축;생체신호기반 데이터구축;접근권한제한시스템;내부자위협탐지;스크리닝 시스템; 2. Nuclear Security Culture;NPP worker’s Bio-signals database;Intention-based access system;Insider threat detection;Screening System;

첨단 장비와 통계기법을 활용하여 대사물질 분석을 통해 인체에 유해한 영향을 주는 오염/노출 물질들에 대한 안정성 평가 분석 기술을 개발함. 니트로사민, 프탈레이트, PAHs 류 등 인체 유해물질 자체에 대한 정성 및 정량 분석기술을 개발함. 이와 같은 물질 오염/노출에 의한 인체와 생체 영향 평가를 위한 분석법 개발을 통해 식품/식물에 영향을 미치는 환경 평가 기술을 개발하였으며 세포 및 동물모델을 활용하여 방사선 조사, 스트레스 환경, 환경호르몬 노출, 바이러스 노출 등의 생체 독성/영향과 대사변화에 대한 연구를 수행하였음. 이를 통해, 유해성 평가의 대사지표 물질에 대한 데이터베이스를 구축하였음. (출처 : 요약서 3p)

• 연구책임자 : 황금숙
• 주관연구기관 : 한국기초과학지원연구원
• 발행년도 : 20200100
• Keyword : 1. 대사체학;유해물질;유해성 평가;핵자기공명분광기;질량분석기; 2. metabolomics;hazardous substances;risk assessment;nuclear Magnetic Resonance;mass spectrometry;

1. 연구개발 목표 ㅇ 레이저 제염 및 실시간 모니터링 기술 개발 - 표면 레이저 제염 기술 (제거율 > 80%) 확보 - 면적 100㎠ 당 60분 이하 레이저 제염기술 확보 - 레이저를 이용한 오염물질 측정 기술 연구 - 레이저 제염 특성 DB 확보 - 방사성 물질 판독 기술 (판독시간 < 1hr) 확보 ㅇ수중 레이저 절단 기술 개발 - 수중 레이저 절단을 위한 간이수조 제작 및 보완 - 대기중 후판 레이저 절단 (두께 100 mm) 기술 확보 - 후판 레이저 절단속도 100 mm 두께 기준 10 mm/min 확보 - 수중환경에서의 레이저 절단 성능 전산모사 기초 평가 및 기반 구축 - Dross 평가 측정 장비 및 기술 확보 (출처 : 본문 : 1. 연구개발 목표 3p)

• 연구책임자 : 최지연
• 주관연구기관 : 한국기계연구원
• 발행년도 : 20200400
• Keyword : 1. 레이저 제염;수중 레이저 가공;레이저 유도 붕괴 분광 분석;수중 레이저 절단헤드;레이저 광학 모듈; 2. Laser decontamination;underwater laser processing;laser induced breakdown spectroscopy;under water laser cutting head;laser optical module;

□ 연구개요 최신의 항성 이론을 적용하여 외계 행성을 동반하는 모항성의 관측값을 가장 잘 설명하는 최적의 물리량을 결정하는 것이다. 또한, 정밀하게 정의된 모성의 물리량을 바탕으로 별 내부의 물리적 과정을 정교하게 기술하여 항성 모형을 개선하는 것이다. 다양한 모형 인자의 범위를 갖는 방대한 항성 모형군 빅데이터를 구축하고, 베이즈 최적화 방법을 이용한 최적값 판별 코드를 개발한다. 또한, 분광 관측 및 원소 분석을 실시하여, 원소 함량에 따른 최적화된 진화 모형을 결정하고, 모성의 물리량을 찾아낸다. □ 연구 목표대비 연구결과 ▪ 항성 모형군 빅데이터의 계산 - 진화 모형의 개선 - 전주계열에서 적색 거성 팁까지 안정적으로 계산 가능 - 다양한 화학적 조성에 대응 (금속함량, 헬륨함량, 알파원소) - 세밀한 질량 간격 (M=0.15-4.0M_⊙, △M=0.01M _⊙ ) - 각 모형은 500개 이상의 진화 단계의 내부 구조를 포함한 빅데이터 ▪ 최적화 판별 코드 개발 - 별의 진화 속도를 고려한 모형 판별 알고리즘 개발 - MCMC방법을 이용한 베이즈 최적화 코드 개발 ▪ 분광 분석과 모성의 물리량 결정 - 약 90개 이상의 모성의 분광 관측 및 원소 분석 - 모성의 진화 단계 및 물리량 결정 ▪ 3차원 복사-유체 시뮬레이션 - 작은 질량을 갖는 주계열의 3차원 대기 모형 계산 - 준거성, 적색 거성의 시뮬레이션 지속적 수행 ▪ 라이먼 흡수선 연구 – DLA와 재이온화 지역의 흡수선 모양의 정밀한 계산 - 라이먼 선의 비대칭성을 정량적으로 연구 □ 연구개발결과의 중요성 ▪ 항성 모형 분석의 새로운 방법 제시 - 다양한 인자로 정교하게 계산된 항성 모형군의 빅데이터와 신뢰성 있는 최적화 방법을 통하여, 항성 모형 분석의 효율성과 정확성을 높인다. - 모성을 이용한 항성 모형 연구는 모성의 물리량 파악 뿐 만 아니라 항성 모형의 적용과 개선에 커다란 기여를 할 것이다. (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 박기훈
• 주관연구기관 : 연세대학교
• 발행년도 : 20200300
• Keyword : 항성;모성;외계행성;항성진화;항성대기;

o 최근의 신개념 기기 및 안전계통 등을 도입함에 따라 안전규제 인프라 강화 차원에서 기존 안전해석 코드를 개선·확장할 필요가 있음. o 본 연구에서는 (1) 열수력 모델 선진화를 위해 순수증기 및 비응축성기체 조건 경사관/수직관 내부의 응축열전달, 특이형상가열면 임계열유속, 수평관 표면 비등 실험 및 물리모델을 개발하였음. 경사유로 내부 비등유동 및 봉다발 내부 유동실험과 경사관/수직관 내부 응축실험을 수행하였고 순수 증기 및 비응축성 기체 존재시 벽면 응축 모델을 개발하였음. (2) 이를 바탕으로 안전해석코드 MARS-KS와 중대사고해석코드 MELCOR, 기기해석코드 CUPID 등의 열수력 모델을 개선하였으며, (3) 기기스케일 해석코드의 사용자 계산환경 환경을 구축 및 검증하였고 연구로 등의 다차원 안전해석기술을 개발하였음. (4) 다분야 다중스케일 연계 안전해석기술을 개발하였음. (5) 벽면응축 및 수조내부 유동 정밀 계산 기법을 개발하였음. (6) 아울러, 학연협력체계 구축 등을 통해 원자력안전해석 전문인력을 양성하였음. o 현재 1, 2, 3단계 연구를 성공적으로 마치고 (1) 원자력열수력 안전성 정밀평가 인프라(열수력 DB 및 안전해석 코드) 고도화,(2) 규제검증활용 지원, (3) 안전성평가 전문인력 양성이라는 세 가지 목표를 완수하였음. (출처 : 요약서 3p)

• 연구책임자 : 윤병조
• 주관연구기관 : 부산대학교
• 발행년도 : 20200300
• Keyword : 1. 안전해석 인프라;안전해석 코드;원자력안전;다중스케일 통합해석;열수력 모델; 2. Infrastructure for the safety analysis;Safety analysis code;Nuclear safety analysis;Thermal hydraulic model;Multi-scale analysis;

본 과제는 가동원전에서 잠재적인 재료열화 손상을 방지하기 위한 원천기술 개발을 주목적으로 하고 있음. 고온고압의 1,2차 수환경 및 방사선환경에서 구조재료의 열화특성을 연구하기 위하여 최신의 실험 및 이론 기법을 적용함으로써 국내는 물론 세계에서도 주목받는 최초의 연구 성과를 다수 내었을 뿐 아니라，이를 바탕으로 국내 원전산업체들과 직접적인기술협력/기술지원 성과도 도출하였음. 국내외 학술지연구논문(SCI) 게재와 국내외 특허 등록 등 정량적인 연구 성과 이외에도，다수의 국내 원전산업체 기술지원 실적을 통해, 본 연구과제가 학술적인우수성 과 동시에 산업적인 적용성도 동시에 가지는 탁월한 성과를 보였음. 기존 기술의 답습을 벗어나 독창적인 차별화된 연구를 지향하여 재료열화 평가 신기술을 개발하고，타 분야의 첨단 분석기술, 미소시편 측정기술을 응용한 특성평가기술 개발을 통해 복합인자에 의해 발생하는 재료열화 현상의 종합적 대처능력 강화 분야에서 중요한 성과를 이룩함. (출처 : 보고서 요약서 3p)

• 연구책임자 : 이봉상
• 주관연구기관 : 한국원자력연구원
• 발행년도 : 20200100
• Keyword : 1. 원전재료 열화;부식손상;조사손상;검사신뢰도;부착완화; 2. Nuclear materials degradation;Corrosion degradation;Irradiation degradation;Diagnosis reliability;Deposition mitigation;