본 연구에서는 TID 센서를 모든 전자부품 내에 내장시켜, 유지보수를 위한 방사선 모니터링 기능은 물론, 이를 이용해서 회로를 보상하는 기능을 부가해서 전자부품의 수명을 연장시킨다. 또한 내방사선 효과가 높은 신물질을 이용한 신규소자를 개발하여 핵융합 용 소자의 응용가능성도 확인한다. (출처 : 요약서 3p)

• 연구책임자 : 김진상
• 주관연구기관 : 경희대학교
• 발행년도 : 20200100
• Keyword : 1. 핵융합로;방사선 영향;단일사건효과;내방사선화 설계;총이온화선량; 2. Nuclear Fusion Reactor;Radiation Effect;single event effect;Radiation-hard ened Design;Total Ionizing Dose;

IV. 연구개발 결과 및 활용에 대한 건의 - 플라즈마/수산소 결합형 수중 절단 시스템의 상용화를 완성하였다. 사 양: 80kW, 절단두께 40mm, 수심 깊이 300mm, 피재료: 원전용 NI계 20%이상 고온 합금. 해양 구조물 적용처 다양. 플라즈마 전원 60kW급. 수산소 발생기 40kW급, 99% 이상 역화 방지 - 직립 원형 Cell 방식, 가스 발생량은 전력 3.4Kw 사용 시 가스 발생량을 0.3 Nm³/h에서 1 Nm³/h을 일정하게 유지. 기존의 분리 격막을 제거하여 수소와 산소를 공유 결합 상태에서 안정적으로 수중에서 사용 할 수 있는 성능 보여주었다. - 정격운전시(플라즈마 56kW, 수산소 20kW)절단 성능은 중 수심 깊이 300mm, 니켈,크롬 20%이상 함유된 합금강 뚜께 40mm 이상 절단. 절단 속도 600mm/min 으로 목표를 초과 달성하였다. - 절단 시험 평가에 의하면 합금강 SUS304 및 SUS316 절단시 절단 속도(400-600mm/min) 에서 수산소 가스 혼합량은 (Ar 70%, HOH 30%)으로 최적화 하였다. 절단 속도는 소재에 따라 가스량을 적당히 조절하면 최적화됨을 알 수 있다. 종합적으로 수산소 가스가 증가해도 절단면이 매우 양호하게 됨을 알 수 있다. 즉 플라즈마로만 POWER를 증가하는 것에 비해 수산소를 적당히 혼합해도 원전 설비인 합금강 SUS304 및 SUS316 절단시 매우 우수한 절단 성능을 보여주고 있음을 확인 할 수 있었다. - 전자식 광센서 및 기계적 장치를 혼용하여 99% 이상의 역화 방지 기능이 확보되었다. - 로봇을 이용하여 3D 절단이 이루어졌다. 직선, 곡선, 틸팅, 삼각선 등의 실제 현장에서 적용 가능한 절단 기능이 완성되었다. (출처 : 요약문 7p)

• 연구책임자 : 동상근
• 주관연구기관 : 한국에너지기술연구원
• 발행년도 : 20201200
• Keyword :

본 세부 과제는 SEE 등의 발생 기작 및 확률을 측정할 수 있는 회로를 제작하고, 핵융합로와 동일한 환경에서 제작한 회로를 측정하여 정확한 SEE　발생 기작 및 발생 확률을 모델링하여, 추후 관련 시뮬레이션 가능하도록 인프라를 구축하였다. 본 연구를 통해서 디지털 집적회로의 기초가 되는 latch와 SRAM 등의 기억소자에 대한 내방사선 설계기법을 개발하였으며 이를 방사선 환경에서 시험하여 기존의 기법보다 우수함을 확인하였다. 또한, 방사선으로 인한 단일사건에 대한 영향뿐만 아니라, 방사선으로 인한 회로의 세계 최고 수준의 노쇠화 연구 및 분석기법을 개발하였다. (출처 : 요약서 3p)

• 연구책임자 : 김진상
• 주관연구기관 : 경희대학교
• 발행년도 : 20200100
• Keyword : 1. 단위사건효과;TID 센서;방사선 수송계산;정적메모리;내방사선 설계; 2. single event effect;Total Ionizing Dose sensor;Radiation Transport;SRAM;Radation-hard Design;

연구개요 본 연구에서는 새로운 수치계산 프로그램 즉 전자 운동은 양자 역학적으로, 핵운동은 고전적으로 다루는 에렌페스트 근사법에 기초한 Ehrenfest Mixed Quantum-Classical (EMQC) 알고리즘을 개발하였다. 한 두 개의 화학 결합이 존재하는 시스템의 전자 상태의 양자중첩과 터널링 이온화 과정을 포함하는 아토초 반응에 대한 연구를 진행하였다.. 강력장을 이용해, 선형 또는 평면 분자의 결합, 해리, 전자 전이에 대해 연구하였다. 연구 목표대비 연구결과 1. 핵과 전자의 운동을 동시에 관찰할 수 있는 EMQC 알고리즘을 개발하고 H₂⁺ 분자의 이차원 모델에 적용하였다. 2. H₂⁺ 분자 모델 (1차원)을 이용하여, 완전한 양자계산을 얻은 이전 연구 결과와 EMQC 계산 결과와 비교하였으며, 레이저 펄스와의 상호작용에 의한 바닥상태와 들뜬 상태로 이루어진 중첩상태의 라비 진동 관찰을 통해 같은 결과를 나타냈으며, 이를 통해 EMQC 방식이 양자 결과와 다르지 않음을 증명하였다. 3. H₂⁺ 분자 모델 (2차원)을 이용하여, 즉 분자의 회전 운동을 포함하였을 때 새로운 결과를 발견하였다. 분자 축과 레이저 축이 어긋나 있었을 때, 바닥상태에서는 분자가 레이저 축을 따라 선형적으로 정렬하는 경향을 보였으나, 들뜬 상태에서는 레이저 축을 따라 정렬하는 대신 해리되는 현상을 관찰하였다. 이는 바닥상태와 들뜬상태의 반대 부호의 편극률 때문임을 밝혔다. 4. 다중 준위의 라비 진동은 강한 펄스 내에서 펄스의 면적에 의존함을 알고 있다. 본 연구에서 라비 진동이 펄스의 면적 뿐만 아니라 비공명상태의 detuning에도 의존함으로 밝혔다. 연구개발결과의 중요성 본 연구과제는 양자화학, 양자동역학, 반응동력학, 아토과학에 대한 모든 지식이 필요한 연구이다. 새로운 알고리즘 개발을 통해, 초고속, 초단파 레이저 펄스에 의한 화학반응에 대한 이해를 도우며, 이원자 분자 뿐만 아니라 다원자 분자에 적용 가능하여, 더 나아가 나노 구조에서의 전자 운동을 연구할 수 있을 것이다. (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 장보영
• 주관연구기관 : 서울대학교
• 발행년도 : 20200300
• Keyword : 핵 전자 동역학;강력장 상호작용;아토화학;라비 진동;에렌페스트 근사;시간의존성 슈뢰딩거방정식;양자중첩;결맞음;편극률;

1. 연구목표: 중성자 흡수 원소(B, Gd 등)을 활용한 중성자 차폐용 스테인리스강 합금 및 제조 기술 개발 2. 연구결과 ◯ 보론 함유 스테인리스강 (BSS) 제조 -. 다량의 보론을 포함하는 강종에서 유해한 석출상 형상을 제어함으로써, 강도와 연신율, 열간 성형성을 향상시킬 수 있는 최적의 구상화 열처리 조건 도출, 내식성 및 용접성 평가 ◯ 고유 성분계 개발 -. 열역학 계산 기반 합금 설계 -. 중성자 차폐 성능 측정을 통한 보론 함량 및 석출물 형상이 중성자 차폐 성능에 미치는 효과 분석 ◯ 경제성을 향상시킨 신합금계 기지 조성군 설계 -. 가돌리늄 포함 시험편 제조 : 다량의 가돌리늄 포함 시편 제조 기반 기술 확보 -. 가돌리늄 석출물의 미세조직 분석을 통한 물성과의 연관성 파악을 위한 데이터 확보 (출처 : 초록 3p)

• 연구책임자 : 이태호
• 주관연구기관 : 한국기계연구원
• 발행년도 : 20200100
• Keyword : 1. 중성자 흡수;중성자 차폐;스테인리스강;연신율;압연성;내식성; 2. Neutron absorbability;Neutron Shielding;Stainless;Elongation;Workability;

○ 연구개요 핵의학 영상기기의 재구성 기법 개발을 통해 환자의 선량을 저감화 하면서 영상의 질을 높여 진단의 가치를 높이고자 함. 1차년도 - 핵의학 영상 기기 시스템 특성 평가 2차년도 - 제한된 각도에서의 영상 재구성 기법 평가 및 고분해능 기반 검출기 모듈 설계 3차년도 - 고 민감도 획득을 위한 섬광체 제작 및 특이값 분해(Singular Value Decomposition; SVD) 기반 영상의 노이즈 제거 기법 평가 ○ 연구 목표대비 연구결과 1차년도 - 핵의학 영상 기기 시스템 특성 평가 완료 . 감마카메라, SPECT, PET 등 핵의학 영상 기기 기술 분석 . 몬테칼로 시뮬레이션을 통한 핵의학 영상 기기 모델링 . 시뮬레이션을 통한 유효성 검증 2차년도 - 제한된 각도 영상 재구성 기법 평가 및 고 분해능 영상 획득을 위한 검출기 모듈 설계 및 평가 완료 . 제한된 각도 데이터의 주파수 데이터의 손실 및 단층영상의 artifact의 예측 . 데이터 손실 및 artifact 분석을 통해 영상재구성 단계에서 보상할 수 있는 방법도출 . 3차원 여과후 역투사 기법에 기반한 inpainting 영상재구성 기법 평가 . 데이터 손실로 인한 영상절단오차 등에 기인한 artifact 보상 기법 평가 . 고분해능 영상 획득을 위한 반응깊이 측정이 가능한 검출기 모듈 설계 및 평가 3차년도 - 고 민감도 획득을 위한 섬광체 특성 평가 및 특이값 분해(Singular value Decomposition: SVD) 기반 영상의 노이즈 제거 기법 평가 완료 . 고 민감도 획득을 위한 3차원 레이저 각인을 이용한 섬광체 제작 및 평가 . SVD 기법 유효성 검증 . 그래픽연산처리장치(GPU) 등을 이용한 하드웨어 기반 영상 구성 속도 가속화 ○ 연구개발결과의 중요성 - 핵의학 영상기기의 새로운 영상 획득 기술을 확보함으로써 국내 방사선 영상 기기 국제 경쟁력 확보 - 고부가가치 핵의학 영상 기기에 대한 영상재구성 소프트웨어 수입대체 - 관련분야 전문인력 양성 - 제한된 각도 내에서 단층영상획득 기술 확보 - 고 분해능, 고민감도 검출기 모듈 설계 기술 확보로 국내 핵의학 기기 제작에 기반을 구축함. - 핵의학 영상 시스템 뿐만 아닌 감마선 검출 기반 산업 분양에 응용가능 (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 백철하
• 주관연구기관 : 강원대학교
• 발행년도 : 20200300
• Keyword : 1. 핵의학;영상재구성 알고리즘;몬테칼로 시뮬레이션;특이값 분해;그래픽 연산 장치; 2. limit angle;

◦ 2019년 수출입통제 사업으로 원자력수출입통제 관련 정책수립 및 이행을 위한 대정부 기술지원, 수출통제 관련 법령 검토, 산업계에 대한 아웃리치 활동, 국제협력활동 등을 수행함 ◦ 수출입통제 이행과 관련하여, 전문판정 3,915건, 수출허가 586건 및 핵물질 수출입 요건확인 264건 등에 대한 기술 심사를 지원하였으며 온라인 수출입통제 민원시스템인 NEPS를 유지관리 및 재구축사업을 수행하여 민원 편의를 도모하였음 ◦ 전문판정 업무위탁기관 지정을 대비하여 UAE 등 원전수출에 따른 전문판정심사 경험사례를 반영한 전문판정 심사지침서를 개정하고, 핵물질 수출입요건확인, 정부보증 업무의 객관성과 신뢰성을 제고하기 위하여 지침서를 마련하였음 ◦ 제9차 NSSC-FANR 수출통제 연례회의에 참석하여 UAE BNPP 시운전 및 운영에 지장을 줄 수 있는 ECI 접근에 대한 문제를 논의함으로써 보다 실질적인 협력 활동을 수행하였음 ◦ NSG 총회, CG, TEG 등 국제무대에서 축적된 경험을 선진국 및 원전도입국과 공유하고 발전시키는 노력을 하여 대외신인도 제고하였음 ◦ 수출통제 제도 인지도 및 이행률 제고를 위해 수출자 대상 교육 8회, 전시회 3회, 출판물 발간 3건 등 총 14건의 아웃리치를 수행함 (출처 : 초록 104p)

• 연구책임자 : 신동훈
• 주관연구기관 : 한국원자력통제기술원
• 발행년도 : 20200100
• Keyword : 1. 수출입통제;핵공급그룹;전문판정;수출허가;원자력수출입통제시스템; 2. Export Control;NSG;Classification;Export License;NEPS;

□ 연구개요 By means of a novel time-dependent cumulated variation penalty function, a new class of real-time prediction methods has obtained to improve the prediction accuracy of the time series exhibiting irregular periodic patterns, in particular, the breathing motion during the robotic radiation therapy. The methods developed in this research are able to capture the changes in the mean, trend, amplitude, and frequency of the time series and therefore, the prediction bias can be reduced significantly. Computer software has been developed. The performances of the new methods are tested using both simulated data and real-time breathing data provided by a hospital. □ 연구 목표대비 연구결과 The important results are as follows: (1) Develop the real-time prediction method as described in the proposal. The efficient computer software has been finished. The methods are tested with both simulated and empirical robotic radiation therapy data. It is found that the method developed in this research improves many existing machine learning methods significantly. The related research results have been published successfully in both domestic and international statistics journals. (2) Develop new algorithm and theory for the periodic time series data. Our method allows frequency to be estimated from the data. This cannot be done easily with many other existing methods. This make our method more suitable for the radiation therapy data and climate change data where the period is unknown. (3) Introduce new types of penalty functions that can be used to further improve the real-time prediction method described in the proposal. The related research outputs have been published in international journals. (4) Models on climate change patterns has been studied and preliminary work on the impacts of climate change on agriculture have been published. This provides data for the subsequent research of applying the new real-time prediction method to the agriculture. □ 연구개발결과의 중요성 The results obtained in this research can find important applications in medicine study, climate change study, and statistical quality control, etc., where the time series exhibits irregular periodic patterns. In particular, the proposed method can improve the technology of robotic radiation therapy. During the therapy, the tumor moves as the patient breaths. Failure in capturing the changes in the breathing pattern results in missing the targeted tumor cells and damaging the surrounding healthy tissues. Most of the existing prediction methods do not perform satisfactorily when the breathing pattern of the patient is irregular. It is expected that the research results improve the technology of robotic radiation therapy and effectively mitigate the side-effect to the patients. (출처 : 연구결과 요약문 4p)

• 연구책임자 : Ng, Chi Tim
• 주관연구기관 : 전남대학교
• 발행년도 : 20200300
• Keyword : 변화점 검출;불규칙적인 주기를 갖는 시계열 자료;실시간 환자의 호흡 데이터;로봇 방사선 치료기;

□ 연구개요 방사선 치료에 의한 abscopal 효과를 직접적으로 확인 가능한 유방암 다중 종양 전이 모델과 폐암 다중 종양 전이 모델을 확립하고, 동물 모델을 활용하여 방사선 치료 효과에 대한 면역학적 분석을 진행함. abscopal 효과에 대한 면역학적 분석을 통해 강화 방법을 연구하여 방사선 치료법을 개발 하고자 함. □ 연구 목표대비 연구결과 ▶ Abscopal effect 기전 규명 1. 방사선 조사 방식에 따른 종양 내 면역 세포 비교 : SART에 의해 국소방사선 조사 종양, 방사선 감수성이 높은 전이 종양에 면역세포 수, 활성도 증가 확인 2. CD8 T 세포가 고갈된 조건에서 방사선 조사 방법에 따른 Abscopal effect 유발 정도 비교 : CD8 T 세포 고갈 시 abscopal 효과 유발효과가 저하됨, SART 방사선 조사의 치료 효과는 CD8 T 세포에 대한 의존도가 높음 ▶ 병합 치료를 통한 방사선/면역 저항성 종양에 대한 abscopal effect 유발 1. 면역항암제의 병합 치료 : 방사선 감수성이 높은 전이 종양의 종양 치료 효과를 높여줌을 확인 2. 면역자극분자의 병합 치료 : 방사선 감수성이 낮은 전이 종양에서 abscopal 효과 유발 확인 ▶ 다중 종양 전이성 폐암 동물 모델 확립 : 방사선, 면역 감수성에 따라 abscopal 효과 유발의 차이 확인, 유방암 다중 종양 전이 모델과 유사한 폐암 동물 모델 확립 □ 연구개발결과의 중요성 ▶ 다중종양 전이성 유방암/폐암 abscopal 효과 유발 동물 모델 확립 : 종양 간 다양성을 가지는 다중 종양 동물 모델 확립 : abscopal 효과를 직접적으로 확인 가능한 동물 모델 확립 : 획득면역, 선천면역 분석가능 ▶ 방사선치료 방식에 따른 종양 특이 면역이 활성화됨을 확인 ▶ 방사선과 면역자극분자 병용 치료시 방사선 저항성 종양에서도 abscopal 효과 유발 가능성 확인 : 방사선 조사와 병용 치료를 통해 방사선 저항성 종양 치료 가능성 확인 (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 박세광
• 주관연구기관 : 인제대학교
• 발행년도 : 20200300
• Keyword : 1. 방사선 치료;Abscopal 효과;유방암 다중 종양 동물 모델;폐암 다중 종양 동물 모델; 2. SART;CFRT;

○ 연구목표 - 글로벌 기상재해(한파/폭염 등) 원인으로 지목된 북극 소용돌이의 강도 및 진행 경로에 대한 예측기술 개발을 통해 극지역 기후변화에 따른 기상재해 예측능력을 확보한다. ○ 연구내용 - (관측) 북극 구름/경계층 관측 및 활용 연구 ㆍ니알슨/아라온 기반 북극 육/해상 구름-대기경계층 관측 인프라 구축 및 지속운영 ㆍ독자 경계층/구름미세물리 프로세스 개발 ㆍ에어로졸/구름 상호작용 - (예측) 극지 예측 시스템 (KPOPS) 개발 및 운용 ㆍ극지 기상/기후 예측 시스템 개발, 준현업 운영 ㆍ독자 물리과정 탑재, 예측성 향상 ㆍ2017-2019 극지 예측의 해 (YOPP) KOPRI 주도적 참여 ㆍ극지 기후 예측 시스템 초기화/검증 체계 구축 - (후처리 및 분석) KPOPS 활용 플랫폼 구축 및 글로벌-한반도 이상기후 원인 진단 ㆍ모델/원격탐사/현장관측 자료 활용 플랫폼 운용 ㆍ중위도-극지 이상기후 원인규명 ○ 예상 연구성과 - 니알슨 (다산기지) 중심 구름 및 기상 관측 핵심역량 확보 - 아라온 해상 기상관측 역량 확보 - KOPRI 자체 극지역 악기상 및 중위도 계절예측 능력 확보 - 글로벌 기상재해 원인 규명에 관한 우수 극지논문 출판 ○ 종료후 활용계획 - 극지 지구 시스템 모델 (KPOPS-Earth) 개발의 기반기술로 활용 - 아라온 남/북극해 항해시 선박 안전 운항에 필요한 기초자료로 활용 - 기상청과 지속적 협력, 국가 기후변화/기상재해 예측능력 질적 수준 향상 - 현장관측 및 모델 자료 공유, 국내 극지 공동연구 활성화에 기여 (출처 : 초록 5p)

• 연구책임자 : 김주홍
• 주관연구기관 : 한국해양과학기술원
• 발행년도 : 20200200
• Keyword : 1. 극지 예측 시스템;북극;구름;경계층;계절예측;기상예측;기후변화;기상재해; 2. Korea Polar Prediction System;Arctic;Cloud;Boundary layer;Seasonal prediction;Weather prediction;Climate change;Meteorological disaster;