Ⅳ. 연구 결과 ○ 원자력기술의 특성을 고려한 기술수준 평가모델 적용 - 전문가 집단을 대상으로 설문을 실시하고 설문결과를 집계한 다음 최종결과를 종합 ○ 원자력기술 분류체계 수립 - 제5차 원자력연구개발 5개년계획 및 제2차 원자력안전 종합계획 등 정책변화 반영 - 최근 기술동향을 반영하여 13개 중분류, 95개 소분류 체계 수립 ○ 주요 5개국(한/미/프랑스(EU)/일/중)에 대한 원자력안전기술 수준조사 - 국가별 궁극기술 대비 평가결과를 종합하면 미국이 최고기술보유국으로 평가되었음 - 2020년 현재 최고기술보유국인 미국에 비하여 한국의 원자력안전기술 수준은 82.5%로 평가됨 - 기술격차는 4~10년 정도로 평균 5.7년의 값을 보임 ○ 원자력 안전도 제고 기여지수 - 원자력 R&D 기여도는 89.4%, 2019년 3분기~2019년 4분기까지 원자력발전소 안전도 92.0, 원자력 안전 기여도 82.2로서 원자력 안전도 제고 기여지수A는 82.4로 평가 되었음 - 원자력 안전 기술 체감지수는 83.1으로 조사됐으며, 원자력 안전기술 역량지수 82.5를 적용하면 원자력 안전도 제고 기여지수B는 82.6으로 평가되었음 (출처 : 요약문 4p)

• 연구책임자 : 박기혁
• 주관연구기관 : 비피기술거래
• 발행년도 : 20201200
• Keyword :

연구의 목적 및 내용 지반 내에 존재하는 박테리아를 이용하여 흙 입자사이에 탄산칼슘 침전 및 박테리아의 활동으로 인하여 지반의 포화도 저감을 유도. 이를 통하여 지진에 의한 액상화 현상에 대한 저항성을 증진. 연구개발성과 박테리아 배양에 효과적인 배양법 개발 생성되는 가스방울의 분포 형태를 실험을 통해 실증 진동대 실험을 통해 액상화 저항성(과잉공극수압 발달정도) 증대 확인 연구개발성과의 활용계획(기대효과) 지진 발생이 예상되는 지역 중심으로 기존 구조물의 기초 하부 밑 국가 중요 시설물, 예를 들어, 천연가스 저장탱크, 원자력 발전소 하부, 댐, 항만 등에 본 기술을 적용함으로써 지진에 의한 피해(액상화, 지반침하)를 예방 가능. (출처 : 요약문 4p)

• 연구책임자 : 장재원
• 주관연구기관 : 한양대학교
• 발행년도 : 20200200
• Keyword : 1. 박테리아;탈질작용;액상화 저항성; 2. Bacteria;Denitrification;Liquefaction resistance;

소듐냉각고속로개발사업의 3단계 연구는 소듐냉각고속로 핵심기술 인증을 위한 특정기술주제보고서 심사대응, 사용후핵연료 연소성능 향상 기술 개발 및 소듐·안전 현안 해결을 위한 핵심기술 개발을 통해 사용후 핵연료 부피·독성저감 기술에 대한 국민 신뢰도를 향상시키는 방향으로 수행되었다. 특정기술주제보고서 심사대응은 소듐냉각고속로(SFR) 설계에 관한 특정기술부제보고서(TR) 승인 획득을 위한 인허가 대응 총괄을 목표로 한다. 특정기술주제보고서는 원자력안전법 시행규칙 제131조에 규정하는 바에 의해 소듐냉각고속로 설계와 관련된 기술적 사항 및 안전성 관련 핵심 기술로서 TRU 소각용 SFR 개발에 직접 활용 가능한 주제인 금속연료봉 설계, 핵설계 전산체제, 소듐방사화 평가, 열유체 설계, 지진응답 해석, 소듐화재 및 소듐-물반응 해석 그리고 동특성해석에 관한 기술 10종을 선정하였다. 현재 TR 인허가 심사대응 현황은 TR 1종에 대한 서류적합성검토 진행 중, TR 1종에 대한 서류적합성 검토 종료(부적합), 그리고 TR 8종에 대한 본 심사가 진행 중이다. 국내 금속연료 기술 검증을 위해 BOR-60 연료봉 조사시험의 경우 목표 연소도 7 at.% 달성하였으며 노내성능 검증자료를 확보함. 또한, BOR-60 피복관 조사시험을 통해서는 목표 조사량 75 dpa 달성하여 노내크리프와 물성 자료를 확보하고 피복관의 노외 크리프 시험자료와 연계하여 노내 크리프 모델을 개발하였다. 시스템 설계를 마친 원자로의 안전성을 종합적으로 검증할 수 있는 소듐 열유동 종합효과 시험장치구축 및 시험을 목표로 연구개발을 진행하여 지금까지 개발된 국내 소듐냉각고속로 설계기술, 전산체제, 소듐기술 등의 종합적인 검증을 수행하였고 설계 중심의 기술개발 능력을 하드웨어적 검증단계까지 발전시켰으며 세계적 수준의 대형 시설을 구축하여 우리나라의 제4세대 원자력 기술경쟁력을 높이는데 크게 기여하였다. 또한, 신뢰성 있는 소듐 누설 감시시스템 및 소듐 계측기기 개발을 목표로 연구개발을 진행하여 첨단 계측기술인 분포형 온도 계측시스템을 도입한 차세대 누설감지 시스템 개념을 개발하였으며, 이 계측기기들은 소듐뿐만 아니라 다양한 액체금속(비철금속, 알루미늄 다이캐스팅, 제철산업, 용융염 등)을 활용하는 산업에서 범용적으로 활용될 수 있기에 신산업 발굴과 이를 통한 일자리 창출에도 기여하였다. 경수로 사용후핵연료 내 독성저감을 위하여 주요 독성원소인 TRU를 연소시킬 수 있는 TRU 함유 노심을 개발하고, 소듐냉각고속로의 사회적 수용성을 제고할 수 있도록 소듐-물 반응사고의 원천 방지가 가능한열교환기 후보개념을 개발하였다. 또, 에어로졸 거동 방정식과 3차원 유동방정식을 연계함으로써 소듐에어로졸의 3차원적 거동을 해석하고 이를 설계 및 설계 평가에 활용할 수 있는 전산해석체제를 구축하였다. SAS4A 전산코드의 주요 중대사고 모델인 SSCOMP-A, DEFORM5-A, PINACLE-M, LEVITATE-M을 개발하였다. 실험결과를 사용한 검증 해석을 통해 용융핵연료 분출 이후 시점까지 해석이 가능하도록 코드를 확장 개발하였으며, START 코드 내 ISFRA 모듈의 에어로졸 핵분열생성물 수송모델 (질량추적방법론)을 ABCOVE 실험에 대하여 검증하였고, 그 수송모델의 특성과 해석 기제가 분석되었다. 소듐냉각고속로의 지진 및 소듐사고에 대비한 대응기술을 개발하고, 사고 발생을 사전에 인지할 수 있는 가동중검사 및 구조감시기술을 개발하여 SFR 원형로의 구조물 안전성 향상을 도모하는 것이 목적으로 연구를 수행하였다. 지진 취약 구조물에 대한 한계내진성능 향상 연구 및 대형지진에 대응할 수 있는 면진장치를 개발하여 구조물의 내진성능을 향상하였다. 또한, 소듐 누설확률을 획기적으로 저감할 수 있는 이중배관을 개발하여 소듐에 대한 안전성을 증진하였다. 주요 구조물에 대한 가동중검사 센서 시작품을 개발하고, 고온구조물의 크립-피로 손상을 실시간으로 감시할 수 있는 시스템을 개발하여 소듐 누설사고를 예방하였다. (출처 : 서지정보양식 - 초록 150p)

• 연구책임자 : 어재혁
• 주관연구기관 : 한국원자력연구원
• 발행년도 : 20201200
• Keyword : 1. 사용후핵연료;소듐냉각고속로;부피·독성 저감;핵심기술;초우라늄;금속연료;종합효과시험;특정기술주제보고서;기술 검증; 2. Spent fuel;Sodium-cooled fast reactor;Volume·toxicity reduction;Key technology;TRU;Metal fuel;Integral effect test;Topical report;Technology Verification & Validation;

Ⅳ. 연구결과 소형 중성자선원 관련 국내외 현황과 중성자원 이용 국방·산업·의료, 중성자과학분야, 사용후핵연료 및 각종 중성자 응용산업 분야 조사·분석을 통해 소형 중성자원 기술을 이용한 산업화 전략 수립 방향을 제시하였다. 중성자원 이용 해외 산업 창출 사례를 제시하여 국내에서 소형 중성자원 이용 산업분야 발달에 대한 흐름이 어떤 형식으로 진행될지 그리고 어떤 산업이 발전할지에 대한 기본 연구 자료가 되도록 하였다. 국내외 중성자원 관련 시장동향 조사를 통해 국가별·대륙별 시장 규모 그리고 주요 산업체 조사를 통해 소형 중성자원 기술 이용 산업화 전략마련이 어느 기술 분야에서 이뤄질지에 대한 방향을 제시하였다. (출처 : 요약문 4p)

• 연구책임자 : 채종서
• 주관연구기관 : 성균관대학교
• 발행년도 : 20201100
• Keyword :

본 과제는 의료용 전기제품분야(IEC TC62) 용어집 개발을 위한 것으로, 의료용 전기제품분야는 일반사항(TC62A), 진단영상장치(TC62B), 방사선치료기 및 핵의학기기(TC62C), 전자의료기기(TC62D) 분야로 구성되어 있음. 의료용 전기제품분야는 137건의 국가표준을 관리하고 있으며, 본 과제에서는 137건의 국가표준 중 대응영어가 존재하는 표준을 대상으로 함. 용어집 개발을 위한 수집 대상은 3장 용어 및 정의에 있는 용어를 대상으로 한정함. 용어집 개발을 위하여 용어표준위원회를 결성하였으며, 용어표준위원회에서는 수집된 용어 후보군 중 용어의 의미를 가장 잘 전달 할 수 있는 용어를 결정하였음. 용어집 개발을 위하여 타기관의 용어집을 참고하였으며, 추후 활용을 위하여 엑셀로 정리하였음. 또한 용어집 개발을 위한 원칙과 규칙을 설정하여 용어집을 개발하는데 지침이 될 수 있도록 하였음. 개발된 용어집에는 총 1,462개의 용어가 수록되었음. (출처 : 요약문 7p)

• 연구책임자 : 신기영
• 주관연구기관 : 한국전기연구원
• 발행년도 : 20201000
• Keyword : 1. 의료기기;의료용전기제품;용어집;표준; 2. Medical device;Medical equipment;Glossary;Standard;

□ 연구의 목적 및 내용 연구개발 목표는 “PS 강재 긴장력 모니터링용 스마트 콘크리트 정착구 (Smart concrete anchorage) 기술” 개발을 통하여 혁신적이고 독자적인 PS 강재 정착구를 만드는 것이다. 상기의 “PS 강재 긴장력 모니터링용 스마트 콘크리트 정착구 기술 개발”을 위하여 크게 두 가지 중점 연구 내용을 아래와 같이 수행하였다: 1) 스마트 콘크리트 정착구 개발을 위한 복합적 연구; 2) 실제 적용성 평가를 위한 스마트 콘크리트의 정착구의 전기-역학적 모니터링 성능평가이다. 우선 스마트 콘크리트 정착구 개발을 위한 복합적 연구를 위하여 세부적으로 아래와 같은 상세 연구를 수행하였다. • 전기-역학적 민감도 향상을 위한 스마트 콘크리트 배합 개발 • 온도와 습도 등의 환경 인자가 스마트 콘크리트의 전기적 특성에 미치는 영향 평가 • 스마트 콘크리트의 전기-역학적 성능평가 및 역학적 성능평가 • 스마트 콘크리트 정착구 설계(안) 제시 제시된 스마트 콘크리트 정차구 설계(안)을 바탕으로 실제 적용성을 위한 스마트 콘크리트 정착구 성능을 평가하였다. 이를 위한 상세연구내용은 아래와 같다. • 스마트 콘크리트 정착구용 Plug-in형 매립식 전극 개발 • 스마트 콘크리트 정착구의 전기-역학적 성능평가 마지막으로, 개발된 스마트 콘크리트 정착구가 실제 PSC 교량 구조물에 적용 가능한 시공방안과 노후화로 인한 보수보강이 필요한 교량에도 적용 가능한 방안을 도출하였다. □ 연구개발성과 PS 강재 긴장력 모니터링용 스마트 콘크리트 정착구: 기존 스마트 콘크리트의 탄성영역에서 미미한 전기적 민감도를 증대시키면서, 긴장력이 도입된 PS 강재의 긴장력 저하 또는 손실이 발생함에 따른 전기-역학적 상관관계를 이용하여 PS 강재의 파단을 방지하고 실시간으로 긴장력을 진단할 수 있는 스마트 콘크리트 정착구 개발 □ 연구개발성과의 활용계획(기대효과) 제안 기술은 새로 건설되는 PSC 교량 또는 보수보강이 필요한 교량에 적용이 가능하다. 스마트 기술과 일반 건설재료와의 융합으로 독자적인 스마트 콘크리트 정착구를 개발함으로써 콘크리트 부재 자체가 긴장력을 감지하는 기술을 개발함에 따라 구조진단 및 유지관리 분야 기술의 경쟁력 확보를 통하여 관련 기술의 대외 의존도 감소 및 독자적인 기술로 활용도가 높을 것으로 예상된다. 또한, 미래 4차 산업혁명 건설 분야를 주도하기 위한 원천기술 연구로써 스마트 콘크리트 정착구 개발은 미래형 토목 구조물 관리의 기초적인 연구이자, PSC 교량 시설물의 안전 모니터링에 혁신적인 기술이 될 것으로 기대된다. (출처 : 요약문 4p)

• 연구책임자 : 김동주
• 주관연구기관 : 세종대학교
• 발행년도 : 20200200
• Keyword : 1. 스마트 콘크리트;PS 강재 정착구;모니터링 시스템;섬유;나노재료; 2. Smart concrete;PS steel anchorage;Monitoring system;Fiber;Nano materials;

◎ 연구개요 □ 방사선 치료 장비의 6D couch의 기울기 측정용 장치를 개발하여 환자의 재현성 및 정확성을 높여 방사선 치료 효과에 기여하고자 하였음. ● 1차 년도에는 6D couch 기울기 측정 장치의 회로도 구성 및 protype 제작을 목적으로 하였음. ● 2차 년도에는 IoT 기반 6D couch 기울기 측정 장치의 기술을 구축하고자 하였으며 주요 내용은 측정 장치와 블루투스와의 연결임. ● 3차 년도에는 6D couch 기울기 측정 장치의 측정 정확도를 분석하여 최종 방사선 치료 장비의 환자 재현성 및 정확성을 높이는 것임. ◎ 연구 목표대비 연구결과 ○ 1차년도 - 목표 내용 제조사별 선형가속기 6D couch 조사 분석 6D couch 기울기 측정 장치의 부착 위치 및 고정방식 분석 AVR microcontroller, 기울기 측정 센서, 6D couch 기울기 측정 장치 고정방식, 디스플레이 방식, 데이터 측정 및 컴퓨터 통신방식 선정 6D couch 기울기 측정 장치 회로도 구성 3D 프린터 이용한 6D couch 기울기 측정 장치 보호 케이스 제작 6D couch 기울기 측정 장치 prototype 제작 - 연구결과 : 완료 ○ 2차년도 - 목표 내용 블루투스, 인터넷 등 네트워크 통한 실시간 측정값 PC이용 확인 및 분석 기술 개발 태블릿PC, 스마트폰 기반 활용 기술 개발 기존 선형가속기 내장 프로그램을 이용한 방사선치료환자 자세 재현성 정확도 분석 - 연구결과 : 완료 ○ 3차년도 - 목표 내용 roll, pitch 이동 후 CBCT 재촬영 시 움직임(각도) 변화량 분석 6D couch 기울기 측정 장치 부착 후 기존 선형가속기 내장 프로그램을 이용한 움직임(각도) 일치도 분석 내장 프로그램 roll, pitch 값과 6D couch 기울기 측정 장치 측정값 일치도 분석 6D couch 기울기 측정 장치 측정값 기반 couch calibration 실시 CBCT 전용 phantom 이용한 calibration 유효성 확인 선형가속기 mechanical QA 항목 중 6D couch angle 항목 재정립 - 연구결과 : 완료 ◎ 연구개발결과의 중요성 □ 방사선 치료 장치에서 가장 중요한 환자 자세의 재현성과 정확성을 분석할 수 있는 시스템의 기초 자료로써 활용 가치가 높은 연구임 □ 본 연구를 통해 방사선 치료 분야에서 couch 기울기 측정의 QA(quality assurance)가 가능하게 되어 치료용 couch의 정량 분석이 가능해짐. □ 방사선 치료용 couch의 정기적인 QA 활동으로 인해 환지 치료의 정확성 확보 및 객관성 확보가 가능해짐. □ 방사선 치료 장치에서 6D couch 기울기 측정 장치의 장착으로 치료 조사범위의 오차를 줄일 수 있음. □ 종합적으로 방사선 치료를 통한 암환자의 치료 정확성을 높여 주어 국민 건강에 기여할 수 있음. (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 허영철
• 주관연구기관 : 을지대학교
• 발행년도 : 20200300
• Keyword : 선형가속기;치료용 6D 테이블;치료용 6D 테이블 품질보증;치료용 6D 테이블 측정;치료방사선;방사선 종양;방사선치료;정위적방사선수술;입체적 세기조절 회전치료;

□ 연구개요 - 2011년 후쿠시마 원자력 발전소 폭발 사고 및 체르노빌 사고 등의 원자력 발전소 사고로 인하여 방사성 요오드 오염 가능성이 점차 증가하고 있으며, 이 여파로 도쿄 시내의 한 정수장에서는 1리터당 210 베크렐의 요오드-131이 검출되었으며 우리나라에서도 2011년 전국적으로 대기 및 음용수에서 방사성 요오드가 검출됨. 따랏, 환경 친화적이며 방사성요오드 특이적, 고효율 및 경제성을 갖는 방사성요오드 제거 기술 개발이 절실하게 요구됨. - 따라서, 본 과제를 통해 차세대 생명공학 및 나노기술의 융합을 통하여 금 나노입자 합성능이 있는 미생물의 개발 및 이를 이용한 방사성 폐기물 제거 기술을 개발하고자 하며, 궁극적으로는 금 나노입자를 생합성 할 수 있도록 개량된 방사선 저항성 미생물 Deinococcus radiodurans를 활용하여 방사성 요오드 제거 기술을 개발한다. □ 연구 목표대비 연구결과 - 1차년도 (2017) 1차년도 연구개발 목표는 “Deinococcus radiodurans 균주 개량을 위한 분자 생물학적 도구 개발 및 미생물 나노입자 생합성 메카니즘 규명” 으로 설정하였으며, 목표 달성을 위해 Cre-loxP 시스템 기반의 Deinococcus radiodurans specific 유전체 개량 기술을 개발 완료 하였으며, 나아가 이를 D. radiodurans 미생물에 적용하여 효율적으로 금 나노입자를 생합성 할 수 있도록 개량 하였다. - 2차년도 (2018) 2차년도 연구개발 목표는 “효율적으로 금 나노입자를 생합성 할 수 있는 D. radiodurans를 개발하고, 이를 활용한 방사성 요오드 제거능이 있는 기초 미생물을 제작” 으로 설정하였으며, 목표달성을 위해 SEM-EDX, TEM을 포함한 DLS 분석을 통하여 금 나노입자가 효율적으로 생합성 되는 것을 확인 하였고, 나아가 seawater, urine 및 PBS 조건에서 방사성 요오드를 효율적으로 제거할 수 있는 것을 확인하였다. - 3차년도 (2019) 3차년도 연구개발 목표는 “효율적으로 방사성요오드 제거를 위한 맞춤식 효소 개량 및 scale up을 통한 고효율 방사성 요오드 제거 기술 개발” 로 설정하였으며, 목표 달성을 위해 Metallothionein 및 phytochelatin synthase 등의 효소를 추가 도입하여 나노 생합성 효율을 향상 시켰고, 나아가 lysophilized D. radiodurans를 개발, scale-up 및 효율성 개선을 통하여 실제 on-site remediation이 가능함을 확인 하였다. □ 연구개발결과의 중요성 - 본 연구를 통해 개발될 ‘AuNP-D. radiodurans를 이용한 방사성 요오드 제거 기술’은 방사성 요오드의 제거 효율성 및 선택성이 매우 우수하여 학문적으로 큰 가치가 있을 것으로 판단되며, 향 후 대형병원, 산업체 및 원전 사고 등에서 발생하는 방사성 오염폐수로부터 방사성 요오드를 제거 하는데 매우 효율적으로 적용될 수 있을 것으로 예상됨. - 또한, Deinococcus radiodurans 미생물은 높은 방사선에 저항성을 갖기 때문에, 추가 미생물 개량을 통해 방사성 요오드 이외에 우라늄, 스트론튬, 세슘 등의 방사성 폐기물 제거에도 적극 활용 할 수 있음. 따라서, 방사성 폐기물 제거와 관련된 산업 분야에서 큰 경제적부가 가치 창출을 예상할 수 있음. (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 최용준
• 주관연구기관 : 서울시립대학교
• 발행년도 : 20200300
• Keyword : Radioactive waste;Radioactive iodine;Bioremediation;Deinococcus radiodurans;Gold Nanoparticle;Biosorption;

o 최근의 신개념 기기 및 안전계통 등을 도입함에 따라 안전규제 인프라 강화 차원에서, 원전 주요 기기 내의 열수력 현상에 대한 정밀 해석 코드 성능 평가 및 모델 개선 연구를 수행함. o 본 연구에서는 (1) 비응축성기체 존재 시 벽면응축열전달에 대한 기기해석코드 모델을 개발하였고 (2) 안전해석코드 MARS-KS 및 REALP5의 벽면응축열전달 모델을 개선하였음. (3) 기기해석코드의 대형 수조 유동 해석 성능을 검증하고, 이를 계통해석코드와 연계하여 피동보조급수 냉각계통에 대한 다중스케일 열수력 해석을 수행함. (4) 수평관 표면 비등 기포 거동 측정 실험을 수행하였으며, 실험 관측결과를 기반으로 피동보조급수계통 열교환기에 사용가능한 비등열전달 모델을 제시하고 기기해석코드에 적용. (5) 아울러, 학연 협력체계 구축을 통해 원자력안전해석 인력양성을 양성하였음. o 2단계 연구를 통해 (1) 열수력 정밀해석 코드 성능 개선, (2) 미래 규제 검증 해석 기술 강화, (3) 안전성평가 전문인력 양성이라는 세 가지 목표를 완수함. (출처 : 요약서 3p)

• 연구책임자 : 조형규
• 주관연구기관 : 서울대학교
• 발행년도 : 20200300
• Keyword : 1. 원자력안전;정밀해석;다중스케일해석;기기스케일해석;열수력 모델; 2. Nuclear Safety;High resolution simulation;Multi-scale analysis;Component scale analysis;Thermal-hydraulic model;

본 연구과제에서는 인간 냉동 기증제대혈 유래 조혈모세포를 이용하여 인간화 생쥐 모델을 구축하고 나아가 HLA 일치/불일치 인간화 생쥐 모델을 확립하여 그 인간 면역세포의 생착과 분화능력을 분석함. 동형접합 체세포복제배아줄기세포를 중심으로 삼배엽성분화세포들로의 분화 방법을 확보하고, HLA 일치/불일치에 따른 동형접합 체세포복제배아줄기세포 유래 중간엽줄기세포및 골세포의 면역원성을 in vitro/in vivo에서 확인함. 골분화 및 신경분화에 과정에서 작용하는 분화 유도/억제인자를 탐색하여 고기능성 나노전달체를 이용하여 줄기세포에 전달하고, 이를 통해 효율적인 분화유도 방법을 개발하고 기능이 강화된 줄기세포를 제작함. 면역성이 제어된 범용 줄기세포를 만들고자 B2M,CIITA 유전자 KO 벡터를 제작하고, 전분화능 줄기세포에 적용하여 B2M KO-NT6 세포주 2clone, HLA B-KO-NT4 세포주 3 clone을 제작함. (출처 : 요약서 3p)

• 연구책임자 : 이동율
• 주관연구기관 : 차의과학대학교
• 발행년도 : 20200100
• Keyword : 1. HLA 동형접합 전분화능줄기세포;인간화 생쥐;면역적합성;고 기능성 전달체;HLA 유전자 조작; 2. HLA homozygous human pluripotent stem cells;humanized mice;immune compatibility;high performance scaffold;modification of HLA genes;