□ 연구의 목적 및 내용 ○ 최종목표 호흡기 선별 방역장비 초저선량 포터블 엑스레이 Mine X 실증을 통한 고도화 ○ 세부목표 - Mine X에 대한 임상 실증을 위한 IRB 승인 - Mine X와 스탠더드 X-ray 기기 정량적 화질 및 평가 비교 - Mine X와 스탠더드 X-ray 기기 영상의학과 의사의 육안 비교 평가 - Mine X와 스탠더드 X-ray 기기 PACS 연동 평가 □ 연구 성과 ○ 사업화 역량강화 - 현재 시판되고 있는 영상진단기기로서 임상 실증 지원을 통해 신뢰성 확보 - 순천향대학교 부속 천안병원 감염병 의료기기 실증지원센터를 이용한 임상평가지원 - 감염병 전문병원에서의 적극적 활용을 통한 판로 개척 - X선 발생장치 소형화 및 디텍터의 다양화를 통한 감염병 이외 질환의 적용가능성 증대 - HDT 가 보유한 27개국 판매네트워크 활용 세계 시장 선점 □ 연구성과의 활용계획 (기대효과) 1. 활용분야 ○ 호흡기 감염 병 질환의 선별검사용: 의료기관 등에서 환자 내원 시 또는 의심환자 선별을 위한 저선량 X 선을 이용한 방역 시스템 구축 ○ 의료기관 등의 연속적인 X 선 추적 검사가 필요한 장기 재원환자에서의 저선량 X 선을 이용한 방사선 노출의 최소화 ○ 국내 대형 병원에서 인지도 상승을 통한 국내 점유율 확대 ○ 전 세계적 의료 산업 전단에 대한 수요 증대로 인해 X-ray 장비를 포함한 의료장비 수요로 지속적인 성장견인 ○ 활용가능 분야 (선별검사) - 감염병 분야 의료기관 선별검사용 - 공항, 항만 등 국외 유입 감염병의 선별검사용 - 생활치료센터의 감염병 격리환자의 선별검사용 - 요양시설 입소 격리 환자의 선별검사 및 격리해제 전 검사용 - 교정시설 재소 환자의 선별검사용 ○ 활용가능 분야 (연속 및 추적검사) - 의료기관 장기 재원 환자의 추적 검사용 - 감염병 분야 의료기관의 추적 검사용 2. 기대효과 ○ 기술적 - 환자의 진료과정에서 빈번하게 이루어지는 X선 영상의 초저선량화 - 기존 흉부 X 선 선량의 1/10에 해당하는 초저선량/Portable 흉부 X-ray기기는 공항, 항만 출입국시나 병원 및 요양시설 입퇴원시 스크리닝 검사로 유용할 것으로 판단됨 (기존 X-ray 선량 최소 0.05mSv, 하지만 HDT Mine2선량 0.0027mSv으로 초저선량) ○ 방사선 허용치 이하의 촬영으로 별도의 차폐시설없이 사용 가능 ○ X-ray 장비 하드웨어 및 소프트웨어에 대한 품질 및 기술력 확보 ○ 경제적, 산업적 - 초저선량 X 선 방역기기를 통한 K-방역 스탠다드로의 입지 확보 - 불필요한 검사의 축소 및 조기진단의 확대를 통한 의료비 손실 감소 기대 - 감염병, 발열성 질환의 선별 검사 장비로서의 신산업 분야 창출을 통한 시장 선점 - AI 영상 진단 의료기기 개발로 관련 빅데이터, AI 및 정보보호 관련 일자리 창출을 통한 고용확대 - 국가차원의 의료데이터 표준화 및 관련 규제 해결 기대 ○ 사회적 - 감염병, 발열성 질환의 선별을 통한 격리대상 환자 조기 구분 가능 - 조기 선별을 통한 감염병 확대 경로 차단 - 조기 선별을 통한 의료기관 폐쇄의 사전 차단 및 폐쇄 규모 설정 가능 - IT 융합 의료기기산업은 새로운 일자리 창출과 수준 높은 의료 서비스를 제공하여 사회 공익성을 실현 - 차세대 의료 정보화 플랫폼 생태계 구축 (출처 : 국문 요약문 4p)

• 연구책임자 : 정기진
• 주관연구기관 : 순천향대학교
• 발행년도 : 20210500
• Keyword : 1. 초저선량;임상 실증;고도화;방역장비; 2. ultra low dose;Mine X;clinical demonstration;advancement;quarantine device;

□ 연구개발 목표 본 연구에서는 미래전장에서의 다양한 첨단무기체계 공격에 대응할 수 있는 복합, 고성능 알루미늄기지 방호 소재를 개발하기 위하여 - 다양한 강화상 및 비금속 원자가 함유된 알루미늄기지 하이브리드 소재의 방호성능에 대한 국내외 기술조사를 실시하고, - 조합실험, 기계학습, 인공지능 설계의 방법으로 복합 방호 성능에 최적화된 강화상 및 비금속 원자가 분산된 알루미늄기지 하이브리드 소재를 설계하며, - 3D Printing 및 주조/성형 공정을 통해 복합 방호용 알루미늄기지 하이브리드 소재를 구현할 수 있는 기술을 확보하고자 한다. □ 연구개발 내용 1) EMP, 방사능, 충격파 대응 알루미늄기지 하이브리드 소재 기술조사 2) 논문, 특허 등 기존 문헌에 근거한 알루미늄 하이브리드 소재 DB 구축 3) 조합실험을 통한 다양한 알루미늄기지 하이브리드 소재 DB 확장 4) 기계학습 및 인공지능 설계를 통한 소재 조합 최적화 및 복합 방호용 하이브리드 소재 설계 5) DED (Direct Energy Deposition)기반 알루미늄기지 하이브리드 분말을 3D Printing 기술 개발 6) PIT (Powder-in-tube) 기법 및 고에너지 주조법을 활용한 알루미늄기지 하이브리드 분말의 주조/성형 기술 개발 7) FSW (Friction stir welding) 기반 이종 소재간의 접합 기술 개발 등을 통해, 다수의 방호 영역에 동시 적용될 수 있는 새로운 소재를 개발하고, 이를 부품화할 수 있는 기초 기술을 확보하고자 한다. □ 활용계획 및 기대효과(응용분야 및 활용범위 포함) - 고기능화/첨단센서화가 예상되는 미래의 전장에서 주도권을 확보할 수 있도록, EMP, 방사능, 충격파 등 미래형 첨단무기체계에 대응할 수 있는 방호소재 원천기술 확보 - 고강도, 고강성, 전자파차폐, 에너지 흡수등 다양한 기능성을 지는 경량하이브리드 소재 개발에 따른 민간분야 (미래 모빌리티, 원자력발전구조재, 전자파차폐소재 등) 응용 - 나노소재분야 인력 양성 (출처 : 요약문 3p)

• 연구책임자 : 최현주
• 주관연구기관 : 국민대학교
• 발행년도 : 20211200
• Keyword : 1. 알루미늄;복합소재;마찰교반용접;적층제조;전자기 펄스;충격파;방사능;주조; 2. Aluminum;Composites;Friction Stir Welding;Additive Manufacturing;Electromagnetic Pulse;Shock Waves;Nuclear Radiation;Casting;

□ 연구개요 본 연구는 항암제 내성 대장암세포에 항염증 치료제를 이용하여 산화 및 염증 반응과 관련된 ROS 및 Shh 신호전달 기전을 규명하고, 이를 통하여 항암제 내성 대장암을 극복 할 수 있는 항암 보조 항염증 치료제를 발굴 하고자 함. 궁극적으로 항암제 내성 관련 산화 및 염증 반응 기전을 통하여 항암제 내성 암의 새로운 치료제의 기반을 마련하고자 함. □ 연구 목표대비 연구결과 1. 1차년도 : 항암제 내성 대장암세포 구축 1) 대장암 치료에서 주로 사용되는 항암제의 선정 :　5-FU, Oxaliplatin 선정함. 2) 선정된 항암제 내성 대장암세포의 제작 : 선정된 항암제 내성 대장암 세포 제작 : Colon cancer HT29 와 HCT116 cell에 대해 resistance cell line 구축. 3) 제작된 항암제 내성 세포의 검증 : 제작된 세포가 다양한 항암제 농도에서 생존 하는지를 규 명하기 위해 cell viability를 확인하여 내성 세포주 검증함. 2. 2차년도 : 항암제 내성 대장암세포에 다양한 항염증 치료제 적용하여 산화 및 염증 관련기전 검증. 1) 항암 효과가 있는 다양한 항염증 치료제의 선정 : conoidin, mesalazine 2) 선정된 항염증 치료제를 항암제 내성 대장암세포에 적용하여 산화, 염증 반응 관련 기전 검증. 2.1) Conoidin A를 항암제 내성 대장암세포에 산화, 염증 반응 관련 기전 검증함. 2.2) Mesalasine을 항암제내성 대장암세포에 산화, 염증 반응 관련 기전 검증함. 3. 3차년도 : 검증된 항염증 치료제를 이용한 임상연구 계획 및 항암제 내성 다른 소화기암 세포주에 활용 1) 항암제 내성 췌장암 세포(5-FU-R PDAC cells)에서 antioxidant transcription factor인 nuclear factor (erythroid-derived 2)-related factor 2 (NRF2)의 역할 검증함. 2) 췌장 신경내분비 종양(QGP-1 human pancreatic neuroendocrine neoplasms(pNENs) cell line and patient-derived pNEN tissue)에서 Prx2의 항암제 치료 반응에 대한 biomarker로서의 역할 검증함. 3) 본 연구 결과에서 발굴한 항염증 치료제인 conoidin, mesalazine을 바탕으로 인체유래물 은행에 보관되어 있는 환자의 대장암 조직을 분양받아 이를 바탕으로 산화 및 염증 반응과 관련된 ROS, Shh 신호 전달 기전을 다시 검증 하며 이 결과가 나오면 이를 바탕으로 실제 환자를 대상으로 임상 연구를 계획 중. □ 연구개발결과의 중요성 - 본 연구를 통하여 항암제 내성 대장암세포에서 항염증 치료제를 이용하여 암 발생과 연관된 산화 및 염증 반응 관련 기전에 대한 기반을 구축하였으며 또한 in vivo에서도 같은 반응을 보임을 증명함. - 본 연구를 통하여 항암제 내성 췌장암세포주에서 항산화 관련 NRF2의 역할을 검증을 통하여 추후 항염증 치료제를 췌장암에도 적용할 수 있는 기반 마련. - 본 연구를 통하여 췌장 신경내분비 종양에서 산화, 염증 반응의 기전을 활용하여 Prx2의 항암제 치료 반응에 대한 biomarker로서의 활용의 기반을 마련. - 향후 본 연구를 기반으로 인체유래물 은행에 보관되어 있는 대장암으로 진단받고 5FU, Oxaliplatin등을 사용하였으나 항암제 내성을 보인 환자의 대장암 조직을 분양받아 이를 바탕으로 본 실험에서 발굴한 항염증 치료제인 conoidin, mesalazine을 사용하여 산화 및 염증 반응과 관련된 ROS, Shh 신호 전달 기전 증명을 통하여 실제 임상실험에 적용 가능함. 이를 통하여 항암제 내성 대장암을 극복할 수 있는 새로운 치료제 개발의 기반 마련. - 다양한 암종 및 질환에 대하여 적용할 수 있으며, 기존 연구와 연계할 경우 다양한 현상에 관하여 설명 할 수 있는 기반을 마련할 수 있음. 기존의 전략과는 다른 치료 방법으로 대장암 이외의 암에도 적용 가능 할 수 있을 것으로 사료되며, 각종 항암제 내성 획득 암에 대한 새로운 치료 전략 마련. 플랫폼으로서 역할을 할 수 있을 것임. 현재 연구를 바탕으로 항암제 내성 대장암세포에서 항염증치료제를 이용하여 암 발생과 연관된 산화 및 염증 반응 관련 기전을 바탕으로, 실제 항암제 내성 대장암 환자를 대상으로 한 임상연구를 진행하고, 더 나아가 다양한 항암제 내성 암을 대상으로 내성기전을 증명하는 과정을 반복하며 이를 바탕으로 내성암 치료제 개발의 진일보에 기여함. (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 정석후
• 주관연구기관 : 가톨릭관동대학교
• 발행년도 : 20210100
• Keyword : 항암제 내성;대장암;항염증 치료제;활성화 산소종;염증 반응;

□ 연구개발 목표 ○ 원자력 시설의 방사선 재난대응 체계 고도화를 위한 사고 선원항 역추적 알고리즘 방법론 개발 및 주민예상피폭 선량평가 1. 선원항 추정을 위한 변수인자 선정 및 역추적 알고리즘 연구 2. 역추적 알고리즘의 고도화를 위한 방법론 연구 3. 알고리즘을 활용한 주변 감시 시스템 효율성 확보방안 연구 4. 실측 데이터를 이용한 주민 예상 피폭 선량평가 □ 연구개발 내용 (1차년도) 대기 확산모델 기반 변수추정을 위한 수치해석적 방법론 연구 - 효율적 매개변수 샘플링 기법과 관측데이터를 연계한 선원항 재구성 방법론 연구 - 알고리즘 변수의 종, 독립성에 대한 판단 방법론 연구 - 시간 전개에 따른 매개변수 자기상관성 추적방법론 연구 (2차년도) 대기확산인자 선원항 이터레이션 구현 알고리즘 개발 - 역추적 알고리즘의 해법을 얻기 위한 초기 입력값 추론 방법론 연구 - 계산 시간 단축을 위한 오차범위 감소 방법론 연구 - 반복계산 시 불확실성 감소 방법론 연구 (3차년도) 선량 감시 시스템의 설치 위치 최적화 방안연구 - 선량감시기 배치 위치에 따른 효율적 감시 체계 방안 연구 - 선량감시기 배치 최소 배치 수량에 관한 연구 (4차년도) 방사성물질 대기확산에 따른 대피중 주민의 예상피폭선량평가 연구 - 옥내 및 이동 중 주민이 받을 수 있는 선량에 대한 평가 - 대피소 체류중인 주민에 대한 예상피폭선량 평가 - 대피소 피폭 저감을 위한 환경 요인에 관한 연구 (5차년도) 실측 데이터 주민 예상 피폭 선량평가 - 선량환산을 위한 세부과제별 수행 실측 데이터(농도, 위치 및 기상정보등)처리 방안연구 - 실측 데이터 기반 주민예상피폭선량평가 (6차년도) 개발 알고리즘 모의 현장 평가 □ 활용계획 및 기대효과 (응용분야 및 활용범위 포함) ○ 사고에 따른 사고 선원항 예측으로 인한 선량평가 불확실성 감소 ○ 신속한 비상 대응 체계를 위한 관심 지역에 효율적인 감시설비 배치 최적화 실현 ○ 의사결정시스템에서 제공하는 측정 DB에서 일부 오류가 발생할 경우에도 효과적인 사고대응이 가능한 기술개발 필요 (출처 : 요약문 3p)

• 연구책임자 : 이윤종
• 주관연구기관 : 한국원자력연구원
• 발행년도 : 20211200
• Keyword : 1. 선원항;전산모사;피폭선량;역추적;방사선 사고;수치해석;대기확산인자;방사선방호; 2. Source Term;Simulation;Exposure Dose;Inverse Method;Radiation Accident;Numerical Analysis;Atmospheric Dispersion Factor;Radiation Protection;

□ 연구개요 본 연구에서는 고차원 공분산 추정과 관련하여 (1) 비구조적 (unstructured) 공분산 행렬의 추론, (2) 구조적 (structured) 공분산 행렬의 추론, 그리고 (3) 구조적 고차원공분산 추정량의 계산과 관련한 세 가지 주제에 대하여 다양한 세부 연구를 진행하였다. □ 연구 목표대비 연구결과 (1) 비구조적 공분산행렬 추론과 관련하여 가장 중요한 두 주제인 (i) 양정치성을 지니지 못한 공분산 추정량을 초기 추정량의 수렴 속도와 구조를 보전하며 양정치 행렬로 만드는 절차와 (ii) 결측치가 있는 고차원 자료의 공분산행렬 추정량으로서 IPW추정량의 수렴속도를 결측에 대한 매우 일반적인 가정 하에서 계산하였다. 두 대표 주제와 관련하여 5편의 논문을 작성하였고 이 외에도 비구조적 공분산 행렬 추론과 관련하여 5편의 논문을 추가적으로 작성하였다. (2) 구조적 공분산행렬의 추론과 관련 가장 중요한 주제인 (i) 교차공분산 행렬의 추정과 관련한 연구를 마쳤고 추가로 (ii) separable성질을 지닌 공분산 행렬에 대한 여러 논문도 작성하였다. 구조적 공분산행렬의 추론과 관련하여 위의 두 주제를 포함 9편의 논문을 작성하였다. (3) 고차원 공분산행렬의 계산과 관련 (1)과 (2)주제의 계산절차와 R package를 개발하여 온라인 공개하였다. □ 연구발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) 먼저, 양정치성을 띄지 않는 공분산행렬을 선형축소(linear shrinkage)기법을 이용 양정치화 시키는 작업은 본래는 초기 추정량의 구조를 보전하는 것을 목적으로 하였으나 이러한 목적이 없더라도 양정치화의 중요한 도구로 사용될 수 있다. 특히 양정치성을 띄지 않는 IPW추정량의 양정치화와 이를 이용한 희소 역공분산 행렬의 추정문제에 적용될 수 있고 더불어 element-wise matrix norm이나 nuclear norm에 대한 FSPD 이론의 확장도 실제 응용에서 중요한 문제이다. 다음으로 결측치가 있는 IPW 추정량의 이론적 성질은 지금까지의 결과 중 가장 일반적인 결과를 얻었고 이는 결측치가 있는 고차원 다변량 자료의 모니터링, 고차원 회귀분석 등 결측치와 관련한 여라 다른 연구들의 중요한 도구로 사용되고 후속 연구들을 계획 중에 있다. 마지막으로 heavy-tail 고차원 자료와 관련한 연구들은 현재의 표본공분산행렬과 관련한 연구결과들을 Tyler-M 추정량이나 Kendall’s tau 기반 추정량으로 확장하는데 있어 의미 있는 시작점이 되는 논문들이라 할 수 있다. (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 임요한
• 주관연구기관 : 서울대학교
• 발행년도 : 20210300
• Keyword : 1. 고차원 공분산 행렬;양정치행렬;역확률 추정량;구조적 교차공 분산행렬;분할가능 공분산행렬; 2. High dimensional covariance matrix;Positive definite matrix;Inverse probability weight estimator;Structured cross-covariance matrix;Separable covariance matrix;

비공개항목입니다.

• 연구책임자 : 이덕중
• 주관연구기관 : 울산과학기술원
• 발행년도 : 20211200
• Keyword : 1. 전노심 해석;원전 실설계;최적화 및 가속화;설계인자;수치원자로;다물리 해석;중성자 수송;불확실도 평가; 2. Whole Core Analysis;Practical Nuclear Design;Optimization and Acceleration;Design Parameter;Numerical Reactor;Multi-physics Analysis;Neutron Transport;Uncertainty Analsysis;

□ 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;

※ 연구개발 목표 □ 최종목표: 첨단 방사선 기술 활용 수계 이차전지용 저가 고안정성 전해질/셀 설계 및 합성 기술 개발 ○ 다중이온전달기반(Zn²⁺, Li⁺, Na⁺, K⁺, Ca²⁺, Mg²⁺, Co²⁺, Mn²⁺, etc.) 고전압 수계 전해질 설계 및 안정성 확보 ○ 다중이온 기반 고전압 하이드로젤 분리막/전해질 설계 및 합성 기술 ○ 첨단 방사선 기술 (중성자/X-선 산란/영상) 기반 수계 이차전지 소재/셀 분석 기술 개발 ※ 연구개발 내용 □ 다중이온전달기반 고전압 수계 이차전지 전해질 원천기술 개발 ○ 다중이온 고전압 수계 전해질 설계 및 고전압 안정성 확보 기술 - Zn²⁺ // (Li⁺, Na⁺, K⁺, Ca²⁺, Mg²⁺, Co²⁺, Mn²⁺, etc.) 다중이온 고안정성 수계 전해질 설계 및 합성 기술 - pH 제어 및 첨가제를 통한 고안정성 artificial SEI 제어 및 고전압/저전압 계면 안정화 기술 ○ 다중이온 기반 고전압 하이드로젤 분리막/전해질 설계 및 합성 기술 - 나노/마이크로 pore 및 막 제어 기술을 통한 이온 전도 제어 젤 설계 - 고전압 구동을 위한 젤 내 수소/이온 결합 제어기술 ※ 개발 목표 : 1) 수계전해질 고전압 성능 : > 1.5 V, 2) 수계전해질 이온전도도 0.1 S/cm at 25℃, 3) 수계전해질 온도 안정성: 30℃ ~ 70℃ □ 첨단 방사선 기술 기반 수계 이차전지 소재/셀 분석 기술 개발 ○ X-선/중성자 소각 산란 기술 활용 전해질 및 전극 나노 구조체 설계 및 분석 - 나노 단위 전극 및 전해질 구조 변화 측정/분석 기술 개발 ○ 중성자 영상 기술 기반 셀 메커니즘 분석 및 고전압 안정화 기술 - 중성자 영상 기술 기반 전극 및 셀 내부 이온 전도 메커니즘 규명 ○ 중성자 회절 기술 기반 전극 소재 정밀 구조 분석 - 중성자 회절 기반 전극 소재 원자단위 이온 전도 메커니즘 규명 ※ 개발 목표 : 1) Scale-up을 위한 25 cm²급(250 Wh/kg 이상) 수계 전해질 기반 이차전지 셀 제작, 2) 첨단 방사선 분석 기반 수계셀 측정/분석 기술 개발 ※ 활용계획 및 기대효과(응용분야 및 활용범위 포함) - 저가 고전압 수계 전극 및 전해질 원천소재기술 개발을 통한 보다 안전한 대용량 에너지 저장장치 개발 및 수계 이차전지 상용화 - 차세대 수계 이차전지에 대한 기초과학적 연구는 물론 산업체 원천기술 확보, 응용 연구 확대 및 고도화, 산업적 파급효과가 높은 성과 창출에 기여 - 첨단 방사선 기술 활용 구조 분석 기법을 다양한 에너지 저장 소재에 적용 가능할 것으로 예상 (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 김형섭
• 주관연구기관 : 한국원자력연구원
• 발행년도 : 20211200
• Keyword : 1. 다중이온전달;전해질;수계 이차전지;고전압;X-선 소각 산란;중성자 산란;중성자 영상;분석 기술; 2. Multi-ion transfer;Electrolyte;Aqueous rechargeable batteries;High-voltage;Small angle X-ray scattering;Neutron scattering;Neutron imaging;analysis technique;

□ 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;