본 과제는 기존 사용 중인 사용후 핵연료 건식 저장용기의 개선을 위해, 기능성 복합 소재 기반 기술 개발을 통해 최적화된 조성의 합금을 설계 및 제작하여 이를 적용할 수 있는 가능성까지 평가하는 연구를 수행하였으며, 기계획하였던 전산열역학 및 안정화도 계산을 통한 소재 개발 및 제작, 제작한 복합 소재의 다양한 물성, 조직적 평가, 장기 건전성 평가 및 유한요소해석을 통한 안전성 평가를 모두 성공적으로 수행하여 연구개발 목표를 달성하였음. (출처 : 보고서 요약서 3p)

• 연구책임자 : 김지현
• 주관연구기관 : 울산과학기술원
• 발행년도 : 20201100
• Keyword : 1. 사용후 핵연료;건식저장용기;기능성복합소재;유한요소해석;장기부식; 2. Spent nuclear fuel;Dry storage;Functionally graded materials;Finite element analysis;Long term corrosion;

● 방사선을 이용하여 용이하게 합성된 소재를 리튬이온 배터리 전극으로 제조하여 적용하였으며 이차전지에서 안정적으로 작동 가능한 카보네이트 계의 전해질 및 고분자 재질의 분리막을 선정함. ● 방사선 합성 소재를 이용한 전극의 성능 향상을 위하여 추가적 전기화학적 표면처리를 진행하였으며, 그 결과 기존 소재에 비하여 높은 안정성과 전기화학적 성능을 나타냄을 확인함. ● 전기화학 처리를 진행한 전극의 충방전별 전기화학적/물리화학적 분석을 실시하였으며, 그 결과를 토대로 전기화학적 성능이 향상되는 메커니즘을 제시함. ● 상용화 평가를 위하여 양극 및 음극이 갖춰진 풀셀을 제작한 결과, 전기화학 처리가 완료되기 전의 전극은 빠른 초기 성능감소 및 낮은 용량 발현을 보였으나 전기화학 처리가 완료된 전극은 1500회의 충방전 과정 동안 큰 성능 저하 없이 안정적으로 용량을 유지하는 것을 확인함. ● 전기화학 처리가 완료된 전극을 이용해 리튬 금속 음극과 함께 이중 파우치형 셀을 제작하고 병렬 연결한 결과, 4개의 단위전지로 연구 목표치인 100 mWh 급의 전지 제작이 가능한 것을 확인함. ● 결론적으로, 방사선 기반 소재를 활용 및 이의 전기화학적 처리를 통하여 에너지 저장 용량 및 장기 안정성이 증가하는 것이 확인되었음으로, 고성능·장수명 리튬이온 배터리 소재 개발 용도에 적합한 요소 기술임이 확인됨. (출처 : 보고서 요약서 3p)

• 연구책임자 : 엄광섭
• 주관연구기관 : 광주과학기술원
• 발행년도 : 20200400
• Keyword : 1. 리튬이온 배터리;방사능 소재;풀셀 배터리;실리콘 음극 소재;금속-황 화합물 양극 소재; 2. Li-ion battery;radioactive material;full-cell battery;Silicon anode materials;metal-sulfide cathode materials;

■ 내피간엽이행을 억제하는 약물 스크리닝을 위해 사람 혈관 내피세포(HUVEC)를 이용한 페노믹 스크리닝 모델을 성공적으로 구축하였고, 화합물 라이브러리를 스크리닝한 결과, 방사선 유도 내피간엽이행을 효과적으로 감소시키는 CHKP-1과 MEKP-1 약물을 발굴함. ■ 선도화합물질의 구조활성 상관관계연구(SAR) 및 구조적 최적화를 통하여 CHKP-1과 MEKP-1 약물계열의 물질이 EC₅₀= 500 nM 수준의 항암효과 및 항내피간엽이행 활성을 갖는 물질을 발굴하였음. ■ 화합물의 선도물질 최적화 과정동안 약물동력학 분석을 통해 궁극적으로 생체내 적용 가능한 약물의 특성을 확보하고, 생체 내에서의 약효를 최적화함. 구체적으로, 선도화합물별 50종 이상의 유도체를 합성하여, 항내피간엽이행 활성 효과를 증진시킴과 동시에 전반적인 PK 특성 개선 (생체이용율 증가, 투과도 향상, 간조직 특이적인 축적향상 등)을 시도함. 또한 우수한 후보물질군들에 대하여 생체 내 효능 및 생체 내 안전성을 확보하여 최종 전 임상 후보물질을 도출함. (출처 : 보고서 요약서 3p)

• 연구책임자 : 서행란
• 주관연구기관 : 한국파스퇴르연구소
• 발행년도 : 20200300
• Keyword : 1. 폐혈관내비-간엽세포 변이;방사선 보호제;폐섬유화;고집적 화합물 탐색;비소세포폐암;선도화합물;최적화;신약발굴; 2. Endothelial to mesenchymal transition;Radio Protector;Lung fibrosis;High Throughput Screening;Non-Small Cell Lung Cancer;Lead Compound;Optimization;Drug Discovery;

이진연동변조차단기 제작, 산란방사선 보정 이중에너지 X-선 영상 생성, GPGPU를 활용한 고속 압축센싱기반 이중에너지 콘빔 CT 반복적 재구성 기술, 클러스터링 기반물질 분리 알고리즘 등을 개발하였음. SCI논문 3편과 비SCI논문 5편 게재하였고, 국내특허 6건 출원 및 2건 등록되었음. (출처 : 보고서 요약서 3p)

• 연구책임자 : 이호
• 주관연구기관 : 연세대학교
• 발행년도 : 20200400
• Keyword : 1. 이중에너지;콘빔전산화단층촬영;영상유도방사선치료;빔차단기;변조레이어;산란선보정; 2. dual-energy;cone-beam computed tomography;image guided radiotherapy;beam blocker;modulation layer;scatter correction;

1. 몬테카를로 전산모사를 통한 핵의학 영상 빅데이터 생성 - 256개의 핵의학 영상에 대한 사이노그램 (Raw Data) 확보 - PET 영상 127개에 대한 프로파일 데이터 15240 라인 이상 확보 - SPECT 영상 127개에 대한 프로파일 데이터 14986 라인 이상 확보 2. 네트워크 기반의 스토리지 NAS 구축 후 빅데이터 저장 및 연동 완료 - 네트워크 패스 설정 후 외부 컴퓨팅 로그인 활성화 - NAS에 대한 서버 연결 후 관리 - 학습데이터 러닝 프로그램 설치 후 러닝 코드 활성화 3. 딥뉴럴소프트맥스 기반 신경망 설계 완료 - 소프트맥스 기반의 프로파일 학습 신경망 구축 완료 - 핵의학영상으로부터 획득 된 프로파일 학습 시스템 구축 완료 4. 딥러닝 알고리즘 구동 및 영상 분석시스템을 탑재한 GUI 개발 - GUI개발을 통하여 사용자 친화적 환경 구축: 알고리즘 이식 완료 - 딥러닝에 대한 사용자 환경 설정 기능 추가 완료 - 딥러닝으로 획득한 영상에 대한 영상 분석 시스템 탑재 5. 본 연구를 통한 정량적 성과 도출 - SCI급 논문: - 특허 등록 및 출원: (출처 : 보고서 요약서 3p)

• 연구책임자 : 윤도군
• 주관연구기관 : 가톨릭대학교
• 발행년도 : 20200400
• Keyword : 1. 인공지능;영전자단층촬영;단일광자단층촬영;고속 영상화;빅데이터; 2. AI;PET;SPECT;Fast Imaging;Big Data;

․ 서로 다른 유전적 변이를 가지고 있는 4종의 비소세포폐암을 활용한 혈중 암 유전자 진단 향상 기술 평가 동물 모델 개발 ․ 방사선 조사에 따른 종양의 조직학적 변화와 혈중 암 유전자의 변화를 분석할 수 있는 동물 모델 개발 ․ 방사선 조사를 통한 혈중 암 유전자의 유전적 변이의 다양성을 확인할 수 있는 향상된 진단 기술 개발 ․ Longitudinal monitoring 목적의 imaging biomarker 활용이 가능한 delta radiomics 분석법 구축 ․ 구축한 precise volumetry 를 기반으로 한 면역치료 평가 적용과 반응 차이 유발관련 유전자 발굴 ․ 방사선 조사를 이용한 비소세포폐암 환자의 혈중 암 유전자의 유전자 변이에 대한 향상된 분석 기술을 통해 환자의 유전자 변이 진단 효율 향상에 기여 (출처 : 보고서 요약서 3p)

• 연구책임자 : 이호연
• 주관연구기관 : 삼성서울병원
• 발행년도 : 20200800
• Keyword : 1. 액체생검;혈중 암 유전자;개인 맞춤 치료;항암 치료 평가; 2. liquid biopsy;cell free DNA;personalized medicine;treatment response evaluation;

● 방사선을 이용하여 리튬이온 배터리 양극소재인 MoS₃/RGO 및 WS₃/RGO를 제조하여 물리화학적 구조분석을 AFM, XPS, XRD, TEM등을 활용하여 분석한 결과, 전구체인 ammonium tetrathiometallate가 성공적으로 상기 전이금속 칼코게나이드로 변환되었고, 전극 지지체인 GO는 RGO로 변환되었음을 확인하였음. ● 또한 제조된 양극 소재를 이용하여 전기화학적 특성분석을 진행한 결과, specific capacity가 최대 1,200mAh/g임을 확인할 수 있었으며, 이는 상용 양극대비 4배 이상 높은 수준임을 확인하였음. ● 양극소재를 활용하여 장기 안정성을 분석한 결과, 성능이 초기대비 지속적으로 증가하다가 2,500cycle 충방전 시 초기성능으로 돌아옴을 확인할 수 있었고, 이는 제조된 양극소재가 매우 우수한 충방전 안정성을 갖음을 확인함. ● 전자선 가교가능 신규 바인더 조성물과 전자선 조사를 통해 3차원 네트워크 가교 구조의 실리콘 음극을 개발하였고 개발 전극은 2,050 mAh/g의 초기방전용량(목표치:≧ 1,500 mAh/g)을 보였고, 0.2C의 전류 속도 조건으로 100회 반복 장치 충·방전 후에도 1,350 mAh/g의 방전용량을 보임을 확인함. ● 최종적으로 제조된 양극 및 음극을 이용하여 2세부와 협엽하여 풀셀을 제작한 결과 초기용량 1,612 mAh/g을 보여주며 다른 풀셀에 비해 현저히 낮은 30.3%의 감소량을 가지며 충방전 150회 이후에도 1,124 mAh/g라는 높은 방전용량을 나타내며 에너지밀도는 1,725 Wh/kg를 가짐을 확인함. ● 풀셀 세부 결과, 전기화학 처리가 완료되기 전의 전극은 빠른 초기 성능감소 및 낮은 용량 발현을 보였으나 전기화학 처리가 완료된 전극은 150회의 충방전 과정 동안 큰 성능 저하 없이 안정적으로 용량을 유지함을 확인함. ● 전기화학 처리가 완료된 전극을 이용해 리튬 금속 음극과 함께 이중 파우치형 셀을 제작하고 병렬 연결한 결과, 4개의 배터리만으로도 100 mWh 급의 에너지양을 갖는 것을 확인함. (출처 : 보고서 요약서 4p)

• 연구책임자 : 윤진문
• 주관연구기관 : 한국원자력연구원
• 발행년도 : 20200800
• Keyword : 1. 방사선 기술;리튬이온 배터리;전극소재;풀셀 배터리;장기 안정성; 2. Radiation technology;Lithium ion battery;Electrode material;Full-cell battery;Long-term stability;

□ 연구개요 - 본 연구는 3차원 선량분포 측정을 위한 산화그래핀 기반의 유기 섬광체 일체형 팬텀선량계를 개발하는 연구로서, 기존의 방사선 계측기들과 달리 3차원의 선량 정보 획득이 가능하고, 실시간 측정, 고분해능, 원거리에서의 실시간 모니터링, 계측의 안정성 및 재현성, 저렴한 제작비용 등 많은 장점을 가진 신개념 방사선량계를 이용하여 방사선 조사장치의 선량측정과 3차원적 선량분포를 실시간으로 모니터링 하고자 한다. □ 연구 목표대비 연구결과 - 1차년도에서는 유기 섬광체에 대한 기본적인 특성과 섬광체에서 발생하는 광 계측을 위한 계측 장비에 대한 조사를 하였으며 나노물질에 대한 기초 연구를 통해 섬광체의 광증폭 가능성을 증명하였다. 또한, 유기 섬광체와 팬텀의 결합을 통한 1차원 방사선량계를 구성하였으며, 방사선 조사장치 및 방사성동위원소를 이용하여 제작된 시스템에 대한 성능평가를 진행하였다. - 2차년도에서는 1차년도에서 개발된 1차원 방사선량계를 응용하여 2차원의 방사선량계를 제작 및 구성하였으며, 방사선량계의 분해능 향상을 위하여 유기 섬광체 조밀한 배열을 통하여 시스템을 설계 및 평가하였다. - 3차년도에는 3차원 선량분포 측정이 가능한 산화그래핀 기반의 유기 섬광체 일체형 팬텀선량계를 개발하였으며 실시간으로 3차원의 선량 분포 측정이 가능한 시스템을 최적화하였다. 제작된 일체형 방사선량계는 방사선 조사장치를 이용하여 시스템에 대한 성능평가를 진행하였으며 EBT 필름과 몬테칼로 시뮬레이션을 통해 결과를 분석 및 평가하였다. □ 연구개발결과의 중요성 - 본 연구에서 제안하는 일체형 방사선량계는 많은 장점을 가지고 있다. 첫째로 방사선량계의 센서부는 물과 등가인 성질을 가진다. 둘째로 방사선 치료 환경에서 전자기파에 의한 간섭을 받지 않으며, 원거리에서 섬광신호를 실시간으로 측정하는 것이 가능하다. 마지막으로 유기 섬광체를 조밀하게 배열함으로써 공간분해능이 높아 가로축 선량분포 및 선량보강영역에서의 심부선량 백분율의 측정이 가능하다. 본 연구에서 제안하는 신개념 방사선량계는 방사선 치료의 다양한 환경에서 선량분포 및 3차원 선량정보의 획득이 가능하며, 특히 양성자 치료, 이온빔 치료와 같은 최신 방사선치료법에 적용 가능한 선량계는 현재 전무한 상태로서 본 연구에서 개발된 일체형 방사선량계를 쉽게 적용할 수 있을 것으로 사료된다. 또한 향후 상용화에 대한 연구가 이루어질 경우, 넓은 이용범위를 가지고 활용도 및 기대효과가 매우 클 것으로 사료된다. (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 이봉수
• 주관연구기관 : 중앙대학교
• 발행년도 : 20200300
• Keyword : 유기 섬광체;일체형 방사선량계;선량측정 기술;3차원 선량분포;방사선 치료;실시간 측정;산화그래핀;복합 원자층기술;

□ 알파핵종 표적치료를 위한 인프라 최적화 ○ 알파 핵종 1종 핵종 품질 분석 ○ 알파 핵종 1종 측정 및 평가 기술 개발 ○ 국제 연구 협력 강화 □ 알파핵종 표적치료관련 선량평가 protocol 고도화 ○ 알파 핵종 1종에 대한 비임상 및 임상 감마영상화 프로토콜 정립 ○ PET 영상이용 치료반응 예측 평가 방법 개발 □ 알파핵종 표적치료관련 종양모델, 실험 protocol 확립 ○ 표적치료용 알파 핵종 방사성의약품 3종 표지법 확립 ○ 표적치료용 알파 핵종 표지 방사성의약품 3종 소동물 장기분포 평가 ○ 표적치료용 알파 핵종 표지 방사성의약품 2종 안정성 평가 ○ 알파 치료를 위한 진단용 방사성의약품 1종 독성평가 □ 알파핵종 표적치료 임상시험 실시 ○ 전립선암 관련 임상시험 3건 시행 ○ 전립선암 관련 PSMA-I&T 임상시험 준비 ○ 유방암 관련 임상시험 2건 시행 □ 알파핵종 치료관련 autophagy 와 병리분석 심화연구 ○ 방사선 유도 autophagy에 관련된 histone 조절 유전자를 이용한 폐암세포에서의 방사선치료 효과 확인 ○ 알파핵종 표적 치료 타겟 발굴을 위한 병리 기반 연구 ○ 대장암에서 방사선 치료 감작제 및 방사선 치료 저항 극복 표적 치료제 발굴 (출처 : 요약서 3p)

• 연구책임자 : 송강현
• 주관연구기관 : 한국원자력의학원
• 발행년도 : 20200200
• Keyword : 1. 알파핵종;방사성 핵종치료;암;유전자 변이;항암방사선 맞춤치료 기술개발 방사선감수성 증가 치료법;신호전달;병리분석; 2. alpha emitting radionuclide;radionuclide therapy;cancer;gene mutation;tailored anticancer radiation therapy;radiosensitizing therapy;autophagy;signal transduction;pathological analysis;

복합체 피복관 고밀화 및 제조기술 최적화 기술 개발 - SiC 나노와이어 성장을 통한 복합체 밀도, 강도, 열전도도 향상 - 최적구조 고밀도의 부식저항성 복합체 피복관 제조기술 개발 - 접합소재 조성제어 및 특성평가 복합체 피복관의 내환경 특성 향상기술 개발 - SiC 내부식특성에 미치는 전기저항, 결정립 크기, 결함 밀도, 결정 방향 등 미세구조 제어인자 영향 평가 - 원소 도핑 기술을 통한 기지상 복합조성 제조 및 부식 성능 향상 - 내환경코팅층 소재의 설계 및 제조방법 개발을 통한 우수한 내부식저항성을 가지는 내부식코팅 소재 도출 복합체 및 내환경코팅 소재 특성 평가 - 복합체 튜브 기계적 특성 및 신뢰성 및 코팅 복합체 피복관 가스기밀성 평가 - 사고저항성 평가를 위한 고온 수증기 부식시험 및 특성열화 거동 평가 - 국제협력을 통한 복합체 피복관의 중성자 조사시험 (출처 : 보고서 요약서 3p)

• 연구책임자 : 김대종
• 주관연구기관 : 한국원자력연구원
• 발행년도 : 20200100
• Keyword : 1. SiC 복합체;사고저항성핵연료;피복관;경수로;내부식성; 2. SiC composite;ATF;fuel cladding;PWR;corrosion resistance;