비공개항목입니다.

• 연구책임자 : 남욱희
• 주관연구기관 : (주)오리엔트정공
• 발행년도 : 20231200
• Keyword : 1. 엔드플레이트;주조성;방열;강도;열전도도; 2. End plate;castability;radiation;strength;thermal conductivity;

□ 연구개요 ■ 연구목표 방사선 저항성 미생물의 multi-stress resistance(고방사선, 건조, 산화 스트레스 등 극한의 환경 스트레스 내성)에 기여하는 특이 two-component system 반응 조절 단백질(response regulator, RR)들에 의한 스트레스 대응 기작을 밝히고, 3차구조 규명을 통해 환경 스트레스 감지/반응 원리를 연구함. 또한, 구조기반 재설계를 통해 two-component system 단백질을 개량하여 생물체의 환경 스트레스 내성 강화에 응용함으로써 산업용 환경내성 균주/환경정화 미생물소재 개발 연구에 활용하고자 함 ■ 연구내용 대표적인 방사선 저항성 미생물 Deinococcus radiodurans는 효과적인 DNA 손상 복구 시스템과 강력한 항산화 능력을 보유하여 극한 환경 스트레스에 대응함. 또한, Deinococcus의 환경 스트레스 내성에는 미생물의 대표적인 외부 신호 감지/대응 시스템인 two-component signal transduction system(TCS) 구성 단백질들도 중요한 기여를 하는 것으로 보고되고 있음. TCS는 일반적으로 신호 감지 단백질(sensor histidine kinase, SHK)과 반응 조절 단백질(response regulator, RR)로 구성됨. 선행연구를 통해 기존에 보고되지 않은 Deinococcus 특이적 RR 2종(DR1175, DR0743)을 발굴하고 돌연변이 연구를 통해 다양한 환경 스트레스에 대한 내성이 감소함을 확인. 따라서, 본 과제를 통해 Deinococcus 특이 TCS 구성 단백질들의 생화학, 분자생물학적 특성 연구뿐만 아니라 단백질체, 전사체, 3차구조 분석을 통해 환경 스트레스 감지/반응 기작을 규명하고자 함 ■ 연구범위 1) Deinococcus 속 미생물에서 특이적으로 발견되는 RR(DR0743), RR-SHK domain이 동시에 존재하는 hybrid-RR(DR1175) 총 2개 RR의 인산화 신호전달 기작 및 하위 조절 유전자/단백질 규명 2) Deinococcus의 방사선, 산화 스트레스 등 환경 스트레스 감지/반응 인산화 네트워크 핵심 단백질인 RR(DR1175, DR0743)의 고해상도 3차구조를 X-선 결정학으로 규명하여 인산화에 의한 환경 스트레스 대응 기작을 분자수준에서 밝힘 3) 단백질체, 전사체, ChIP-seq 분석을 통해 연구 대상 RR에 의해 조절되는 다양한 하위 유전자/단백질을 분석하여 각 RR에 의한 환경 스트레스 감지/반응 기작을 규명 □ 연구 목표대비 연구결과 ○ Non-canonical hybrid SK/RR(DR1 175)의 스트레스 감지/반응 기작규명 연구목표 1. DR1175의 생화학적 특성 분석, 인산화 단백질체 분석을 통한 하위조절 타겟 단백질 발굴 2. DR1175에 의한 하위 조절 단백질의 활성 조절 연구 및 핵심 잔기기능 규명 3. DR1175의 3차구조 규명을 통한 인산화 신호전달 기작 규명 연구결과 1. DR1175의 인산화 신호전달 핵심잔기 규명 2. DR1175에 의한 catalase, RecA의 유전자/단백질 발현 조절 규명 3. DR1175 모델 구조 분석을 통한 인산화 기작 분석 완료 ○ Essential RR(DR0743)의 스트레스 감지 / 반응 기작 규명 연구목표 1. Bacterial ChIP-seq 분석을 통해 DR0743 결합 DNA 분석 및 하위 조절 유전자 발굴 2. DR0743에 의한 타겟 유전자의 발현 조절 기작 규명 3. DR0743의 3차구조 규명을 통한 인산화 신호전달 및 DNA 결합 기작 규명 연구결과 1. DR0743 하위 조절 유전자 특성분석 완료 2. DR0743에 의한 ParA3, Gyr 조절 및 세포 분열, 세포막/벽 생성 조절 규명 3. DR0743 고해상도 X-선 결정 구조 규명 및 DNA 결합 기작 규명 □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성) ■ 사회/경제적 측면 - Deinococcus 유래 스트레스 내성 조절 유전자/단백질 도입을 통해 산업용 미생물을 개량하여 생명공학 관련 산업에 기여 가능 ■ 과학기술적 측면 - Deinococcus 균주의 극한 스트레스 내성 원리를 활용, DNA 손상/산화 스트레스에 의해 유발되는 인체 질병 치료 목적의 기초 연구에 활용 가능 - 강한 우주 방사선에 대응하기 위한 지구 생명체의 우주 환경 적응 연구에 활용하여 미래기술 선도 가능 - 새롭게 밝힌 hybrid sensor kinase 및 response regulator의 3차 구조-기능 상관관계 규명 연구를 통해 미생물의 환경 스트레스 대응 기작과 관련된 TCS 체계에 대한 이해 확대에 기여 (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 김민규
• 주관연구기관 : 한국원자력연구원
• 발행년도 : 20230300
• Keyword : 1. 데이노코커스;2요소신호전달계;전사조절인자;항산화;스트레스 내성; 2. Deinococcus;TCS;Transcriptional regulator;Antioxidant;stress resistance;

□ 연구개요 방사선 내성을 보이는 폐암 세포와 폐암 조직에서 방사선 민감 증진을 위한 mitotic catastrophe을 통한 세포사멸에 관련된 새로운 유전자인 PMVK의 기능 및 기전을 규명하고, 더 나아가 in vivo 방사선 치료 효능을 평가함으로써 방사선 항암 치료의 새 지표를 마련하고자함. □ 연구 목표대비 연구결과 < 1차년도 > • Mitotic Catastrophe (MC)을 통한 방사선 민감도 증진 유전자 PMVK 검증 : 폐암 세포주에서 siPMVK에 의해 MC을 통한 방사선 민감 증진 확인 : siPMVK에 의한 차별적인 세포사멸 신호전달 확인 • siPMVK에 의한 DNA damage-repair pathway 관련 확인 : HR DNA repair pathway 조절 기전 연관 : ATR/ATM checkpoint pathway 조절 기전 연관 < 2차년도 > • siPMVK에 의한 mitosis 조절인자 관련 확인 : siRNA보다 안정적으로 응용된 plasmid 형태의 shRNA의 gene knock-down 시스템 구축 : 세포내 DNA content (세포주기) 변화에 미치는 효과 확인 : siPMVK가 centromeric heterochromatin, kinetochore 단백질들에 미치는 영향 분석 : siPMVK에 의한 염색체, 핵막 변화 분석 < 3차년도 > • siRNA 전달체 제작 및 확보 : Liposome-siRNA 전달체 확보 • in vivo 효능평가 : 폐암, 췌장암 CDX 모델에서 방사선 민감도 증진효능 확인 : A549 mouse 모델에서 siRNA 전달체을 이용해 방사선 민감도 증진효능 확인 : MiaPaCa-2 mouse model에서 Lip-siRNA 이용해 방사선 민감도 증진효능 확인 □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) • 새로운 항암 타겟으로써의 PMVK 유전자의 가치 조명 • siPMVK에 의한 DNA damage pathway와 mitosis control 조절 기전 분석 결과는 새로운 생화학적 기반 지식 제시 • siPMVK 적용시 방사선 뿐 만 아니라 다른 항암제 (anti-mitotic agent, DNA damage agent)와 병합 처리시 sensitize 할 수 있는지, 특히 각종 anti-apoptotic protein이 과발현된 암세포에서 다양한 항암제 내성을 극복 할 수 있는지에 대한 연구도 시행 가능함. • PMVK의 암 마커, 타겟 및 방사선 민감도 증진 또는 저항성 기전에 관한 새로운 학문 분야 창출 • siRNA library screening을 통해 발굴된 방사선 민감도 증진 siRNA를 리포좀을 이용하여 in vivo 암 조직으로 송달시킴으로써 세포 기반 효과를 직접적으로 in vivo 방사선 치료 효과로 연계가 가능할 것으로 판단됨 • siPMVK에 의한 mitotic catastrophe을 통한 세포사멸에 관여 하는 새로운 기전을 규명하여 apoptosis 내성을 극복할 수 있는 방안을 제시함으로써 방사선 민감 증진 치료시 새로운 modality를 제공함. • 방사선 항암요법 민감도 결정 유전자들을 방사선 치료방법이나 기존의 항암제 투여법 등의 항암요법과 병행하여 최상의 치료효과를 얻을 수 있는 새로운 복합 치료 방법을 개발로 연계됨. (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 박석순
• 주관연구기관 : 서울아산병원
• 발행년도 : 20230300
• Keyword : 1. 방사선 민감제;짧은 간섭 RNA;유사분열 파국;포스포메발로네이트 키나아제;짧은 간섭 RNA 전달체; 2. radiosensitizer;siRNA;mitotic catastrophe;phosphomeval onate kinase;siRNA delivery system;

□ 연구개요 방사선 및 항암제로 치료받는 암환자들이 암치료이후 삶의 질이 떨어지고 혈관손상으로 인한 2차 질환, 특히 뇌손상 및 뇌인지장애로 고통받지 않게 하기 위해서 암치료과정 중 혈관 위해도를 예측하고 나아가 예방할 수 있는 바이오마커(IGFBP5 및 히스톤메틸화 효소)를 발굴하는 것이 최종 목표이며, 이를 규명하기 위해 후생유전학적 접근과 세포 패턴 변화를 분석하여 동물모델에서 뇌 인지장애를 평가할 수 있는 방법을 개발하고, IGFBP5의 기능과 관련된 새로운 분자 매커니즘을 밝히는 것이 목표임. □ 연구 목표대비 연구결과 • IGFBP5에 의한 히스톤 메틸화 분석 : IGFBP5 단배질에 의한 H3의 lysine잔기의 메틸화(tri-methylation) 증가를 확인, 후성유전적 영향을 줄 수 있음을 규명 • 히스톤 탈메틸화에 의한 뇌혈관세포의 효과 : 히스톤 메틸화에 의한 뇌혈관 손상을 확인, 탈메틸화 효소에 의한, IGFBP5의 발현 조절에 의한 뇌혈관세포 손상 억제를 확인 • 히스톤 메틸화를 매개로 한 IGFBP5의 전사조절 타겟 유전자 규명 : IGFBP5 전사조절은 전사인자인 BRD7과 PGC1a와 상호작용하는 것으로 밝혔으며, 이 하부의 조절 타겟 유전자, 특히 뇌혈관대사인자를 조절함을 규명 • IGFBP5 억제에 의한 방사선 뇌혈관세포 손상 억제 효과 : IGFBP5의 발현 억제, 저해제(Nisol)에 의한 뇌혈관세포 손상이 억제됨을 확인 • 동물모델의 뇌인지장애 평가 : 방사선을 이용하여 마우스 인지능력시험을 통해 IGFBP5 저해제(Nisol)의 인지장애 억제 효과를 확인 □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성) • 혈액순환 단백질인 IGFBP5의 새로운 기능 규명으로 노화 및 혈관질환, 뇌질환 연구 및 혈액진단 분야의 기초자료로 사용될 수 있음 • 혈액순환인자와 후성유전학의 관계 규명으로 외부환경에 대한 인체영향 연구에 활용이 가능 • 방사선치료 및 항암치료시 뇌혈관독성 및 뇌인지장애를 예측할 수 있는 바이오마커로 활용 • 신규 핵심 혈관부작용인자 도출로 뇌혈관부작용을 줄일 수 있는 의약품 개발 및 항암치료보조제로 활용 • 항암치료 환자들의 삶의 질 향상에 기여 - 현재 방사선종양학과에서 치료부작용 완화제에 대한 요구가 많음 - 항암완치 후, 근소실, 혈관질환, 식욕부진 등 정상적인 삶에 방해되는 요소를 극복할 수 있는 치료에 사용 (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 김광석
• 주관연구기관 : 한국원자력의학원
• 발행년도 : 20230300
• Keyword : 1. 혈관손상;후성유전;방사선손상;히스톤메틸화;인지장애; 2. endothelial dysfunction;epigenetic;radiation damage;histone methylation;cognitive dysfunction;

□ 연구개요 - 플랜트의 합리적인 확률론적 지진 안전성 평가를 위해 SSCs간의 지진손상 상관성을 고려한 리스크 도출 방법론 및 그 영향에 대해 연구를 수행함 ● 원자력발전소는 일반구조물보다 지진으로 인한 사고의 영향이 사회 및 경제적 손실이 매우 크므로 지진 안전성은 더욱 강조됨 ● 지진이 발생하면 광범위 지역에 영향을 미치며, 원전을 구성하는 SSCs의 지진응답은 서로 유사하게 거동을 하게 되어 SSCs간의 손상확률에 상관성이 존재함 ● 원전의 지진 안전성 평가를 수행할 시 SSCs의 지진손상 상관성을 고려하여 원전의 취약도 및 리스크를 계산하는 것이 합리적임 □ 연구 목표대비 연구결과 - 원자력발전소의 확률론적 지진응답해석을 수행 ● 확률론적 지진응답해석을 통한 원자력발전소의 층응답스펙트럼 개발 ● 구조물 및 기기의 내진성능 평가를 위한 원전의 지진응답 증폭계수 도출 - 원자력발전소 SSCs간의 손상 상관성 도출 방법론 개발 ● 공간변동성 및 지진손상 상관성을 고려한 SSCs의 지진손상 상관성 도출 ● SSCs간의 지진응답 상관계수 Database 도출 - SSCs간의 손상 상관성을 고려한 확률론적 지진 안전성 평가 기술 개발 ● 단일호기 및 다수호기 SSCs의 지진취약도 분석 수행 ● 단일호기를 위한 SSCs간의 지진응답 상관계수 도출 방법론 개발 ● 다수호기를 위한 SSCs간의 지진응답 상관계수 도출 방법론 개발 ● 손상 상관성을 고려한 확률론적 지진 안전성 평가를 수행할 수 있는 프로그램 개발 - 원자력발전소 SSCs간의 손상 상관성에 의한 리스크 민감도 수행 □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) - 플랜트시스템의 합리적인 확률론적 지진 안전성 평가가 가능 ● 지진에 의한 구조물, 계통 및 기기의 손상확률은 지진응답 상관성과 내진성능 상관성에 의해 손상확률에도 상관성이 존재하여 이를 고려하여야 함 ● 현실적인 플랜트시스템의 지진 리스크 평가를 통해 지진 리스크 평가 결과의 신뢰성을 제고 할 수 있음. - 다수호기 확률론적 지진 안전성 평가에 활용이 가능 ● 국내에 건설된 원자력발전소의 경우 한 원전부지에 다수의 원자력발전소가 건설되어 있어 다수호기에 대한 상관성 분석이 필요 ● 국내원전의 안전성에 대한 사회적 관이 높은 시점에서 ‘원전부지’의 안전성을 정량적으로 평가가 가능 - 복합재난에 대한 확률론적 안전성 평가에 활용이 가능 ● 상관성을 고려한 확률론적 지진 안전성 평가 기술은 지진뿐만 아니라 복합재난에 의한 상관성 분석에 활용이 가능 - 소형모듈원전에 대한 확률론적 안전성 평가에 활용이 가능 ● 일체형 계통 및 다수모듈을 가지고 있는 소형모듈의 원전에 확률론적 지진 안전성 평가 시 구성요소의 상관성을 고려하여 평가가 가능 (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 임승현
• 주관연구기관 : 경북대학교
• 발행년도 : 20230300
• Keyword : 1. 원자력발전소;상관성;지진응답 해석;확률론적 지진 안전성 평가;리스크; 2. Nuclear Power Plants;Correlation;Seismic Response Analysis;Seismic Probability Safety Assessment;Risk;

비공개항목입니다.

• 연구책임자 : 박승문
• 주관연구기관 : 전북대학교
• 발행년도 : 20230400
• Keyword : 1. 디이노코커스;미생물;생물소재;화장품;카르테노이드; 2. Deinococcus;microorganism;biomaterial;cosmetics;carteinoid;

□ 연구개요 ▪ 본 연구는 DMLS 3D 프린팅으로 출력 가능하며 방사선 차폐 성능에 적합한 텅스텐 금속 재질을 이용하여, 몬테칼로 전산모사를 통해 설계변수가 최적화된 확산형 콜리메이터를 주문형으로 제작하고자 하였으며, 해당 콜리메이터를 적용한 다목적 영상화 시스템 시제품을 제작함. ▪ 방사성동위원소를 이용한 다양한 성능평가 및 모니터링 활동 수행에 따른 영상획득 등을 통해 방사선 사고 지역이나 누출 우려 구역, 실생활에 근접한 공간에서의 최종 성능평가를 수행함으로써 영상화 장비의 유용성 검증을 목적으로 함. □ 연구 목표대비 연구결과 최종목표: DMLS 3D 프린팅 콜리메이터를 적용한 고해상도, 고민감도 방사선 영상화 시스템 개발 1차년도(2020): DMLS 3D 프린팅에 적합한 주문형 고해상도 콜리메이터 전산모사 및 최적화 설계 - GATE v9.0을 활용한 확산형 콜리메이터의 설계변수 최적화 및 성능 평가 - 3D 모델링 프로그램을 활용한 기하학적 구조 모사 및 금속 3D 프린팅 기술을 통해 텅스텐 재질의 ^99mTc, ¹³⁷Cs 대응 전용 콜리메이터 제작 2차년도(2021): SoC FPGA 기반의 아날로그 및 디지털 신호처리를 통한 데이터 수집회로 개발 - 감마카메라의 소형화를 위한 최적의 검출모듈 구성 설계 및 구현 - SoC-FPGA 기반의 신호처리 회로 구성 및 주변 회로와의 하드웨어적 유연성/연동성 검증 3차년도(2022): 원리검증용 주문형 고해상도, 고민감도 방사선 영상화 시스템을 통한 영상획득 및 유용성 평가 - 소형 감마카메라 시제품 구현 및 여러 핵종에 대한 내인성/외인성 성능평가 - CCD 카메라와의 연동을 통한 감마영상화 장비 구축 및 모니터링 영상 평가를 통한 유용성 검증 □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성) 본 연구과제를 통해 개발된 소형 감마카메라는 확산형 콜리메이터와 검출모듈, 여러 신호처리 회로 등이 결합되어 방사선 모니터링 활동 수행에 가장 적합한 장비로 감마영상화 시스템 구현을 통해 더욱 고도화된 방사선 모니터링 활동이 가능해졌고 광학영상과의 결합으로 정확한 선원의 위치를 식별할 수 있음을 확인하였으며, 다양한 유형의 성능평가 및 실측을 통해 현장에서의 활용 가능성 및 유용성을 검증하였음. 드론, RC카, 로봇 등과 같은 무인장비가 주목을 받고 있고 방사선 모니터링 기술력 또한 영상화 장비를 탑재하는 방식으로 연구 개발되고 있는 추세임을 고려하여 추가적인 연구개발을 통해 활용 분야를 더욱 확장시킬 수 있을 것이라 판단되며 추가적으로 고도화된 기술을 접목시켜 방사선 모니터링의 핵심기술을 확보함으로써 기술력을 선점하기 위한 활용 도구로서 가치가 있다고 사료됨. (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 백철하
• 주관연구기관 : 강원대학교
• 발행년도 : 20230300
• Keyword : 1. 금속 3D 프린팅;몬테칼로 전산모사;확산형 콜리메이터;방사선 모니터링;유용성 검증; 2. Metal 3D printing;Monte Carlo simulation;Diverging collimator;Radiation monitoring;Usefulness verification;

□ 연구개요 본 연구는 강한(≥1Mv/cm) 테라헤르츠 파(THz-ray)를 발진하고 샘플에 대한 고해상도 2D 이미지(raster scaned image)를 획득하기 위한 고비용 비파괴 광실험 시스템을 구축없이 상용화된 테라헤르츠파 (THz-ray) 발진기(제품명:Sub-THz source, IMPATT didode, 0.14THz) 및 테라헤르츠 이미지 카메라(제품명 : TERA-1024, 최적주파수 0.14THz)를 사용하여 상온에 은닉된 금속 및 비금속성 물질의 이미지를 기반으로 AI 기술을 접목하여 타겟을 식별하는 실시간 비파괴 탐지기술에 대한 기초 연구이다. □ 연구 목표대비 연구결과 최초 연구목표대비 연구목표를 달성했을 뿐만 아니라 금속표면의 나노 구조물의 정확도 등을 광학적으로 인증할 수 있는 딥러닝 기술을 확대 적용하는 등의 연구성과를 달성하였다. ① Sub THz-ray 발진 및 측정할 수 있는 최적화된 광학적 실험장치를 설계(상온에서 THz-ray 손실을 최소화)하였고 ② 다양한 표적에 THz 이미지 획득을 위해 2D raster scanning 대신 실시간 탐지가 가능하도록 전체 THz 이미지를 확보할 수 있는 측정 실험 체계(transmission 또는 reflection)를 구성하였다. ③ 인공지능 인식기법을 활용·적용한 다양한 이미지 데이터 중 표적 특정화가 가능한 탐지 기술을 연구하였다. 이러한 기초 연구기술을 기반으로 ④ 펨토초 레이저(펄스폭, 33.6fs)를 활용한여 스테인레스 금속 표면의 주기 구조(670nm)를 생성하고 그 주기적인 이미지 특징(주기 구조의 정밀도와 방향)을 딥러닝 알고리즘을 통해 인증하는 기술로 확대하였다. □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) 본 기초 연구가 실용화 단계로 연구개발이 진행되어 지속발전(소형화등)된다면 군사분계선 지역의 매설지뢰(목함지뢰, 플라스틱계열 지뢰) 탐지·개척과 테러단체의 위협(은닉 휴대 급조폭발물·총기류 등)으로부터, 대한민국 국민의 생명과 재산을 보호하고 잠재적 국익손실을 원천적으로 차단할 수 있을 것이다. 또한, 4차 산업혁명 시대 및 빅데이터 시대에 걸맞는 민간 관련 연구개발의 융합기술 촉진뿐만 아니라 국방혁신4.0 정책에 등에 기여(부합)할 것으로 기대한다. (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 이병학
• 주관연구기관 : 육군사관학교
• 발행년도 : 20230300
• Keyword : 1. 테라헤르츠 복사선;인공지능;비파괴 탐지;실시간 탐지; 2. Terahertz radiation;Artificial intelligence;Non-destructive detection;Real time detection;

□ 연구개발 목표 및 내용 ■ 최종 목표 ○ 최상위 분석법인 방사화 분석을 이용해 미세먼지를 보다 정밀하게 분석하고, 미세먼지 내 방사성 핵종을 마커로서 활용하는 오염원 평가 기술을 개발 ■ 전체 내용 ○ 방사화 분석을 이용한 미세먼지 성분분석 - 방사화 분석 정밀도 향상 및 미세먼지 적용 연구 - 타 분석 기법과의 비교 분석 및 연계 연구수행 - 방사선을 이용한 미세먼지 농도 분석 기술 개발 ○ 미세먼지 내 방사성 핵종 분석을 통한 오염원 평가 - 측정소 설계 및 운영 - 지각물질 성분비를 이용한 오염원 기여도 평가 - 동위원소 비를 이용한 오염원 평가 연구 ○ 방사능을 이용한 미세먼지 모니터링 연구 - 방사선량률 이용 미세먼지 실시간 모니터링 기술 연구 - 베타, 알파선원 이용 미세먼지 오염원 연구 - 방사성 핵종 거동 이용 대기 환경 모니터링 연구 ■ 1단계 ● 목표 ○ 방사화분석 및 기타 분석법을 이용한 미세먼지 내 방사성 핵종 오염원 평가 연구 ● 내용 ○ 1차년도 (2018.07.18. - 2018.12.31.) - 미세먼지 내 방사화 원소 결정 - 미세먼지 측정소 설계 및 구축 - 대기 환경 샘플 확보 - 미세먼지 모니터링을 위한 방사선 정보 수집 및 분석 ○ 2차년도 (2019.01.01. - 2019.12.31.) - 미세먼지 매트릭스 확립 및 방사화 분석 정밀도 측정 - 측정소 운영을 통한 미세먼지 포집 및 분석 - 오염원별 미세먼지 샘플 확보 및 분석 - 대기 방사선정보와 미세먼지의 상관관계 분석 ■ 2단계 ● 목표 ○ 미세먼지 내 방사성 핵종 분석에 대해 정밀도 평가 및 검출하한 연구와 방사선학적 영향을 고려한 미세먼지 영향 모델링 연구 수행 ● 내용 ○ 3차년도 (2020.01.01. - 2020.12.31.) - 타 분석 기법 간 정밀도 평가 및 검출하한 향상 - 기상 조건 별 미세먼지 성분 분석 - 미세먼지 내 방사성 핵종 분석 - 방사선 정보를 이용한 시간별 대기 미세먼지 영향 모델링 ○ 4차년도 (2021.01.01. - 2021.12.31.) - 타 분석과 방사화 분석 동시 활용 절차 개발 - 지각 물질 성분 비 및 동위원소 비를 활용한 오염원 평가 방법론 개발 - 방사선 정보를 이용한 계절별 대기 미세먼지 영향 모델링 ○ 5차년도 (2022.01.01. - 2022.12.31.) - 방사선 이용 시공간별 미세먼지 성분 분석 - 개발된 방법론을 활용한 오염원 평가 - 평가 결과를 통한 방법론 보완 - 방사선정보를 이용한 지역별 대기 미세먼지 영향 모델링 □ 연구개발성과 ○ (국가 분석 역량 동원) 미세먼지를 최상위* 분석법인 방사화 분석 기술을 활용하여 일부 핵종 분석 정밀도 2배 향상 * 국제도량협회가 인정하는 기준 분석법 ○ (미세먼지 내 방사능 분석) 황사와 함께 날라오는 우라늄, 토륨, 라돈 등의 방사성 물질을 이용하여 국외 발 미세먼지 오염원 평가 정확도 향상 ○ 전체 연구개발기간 목표: 국내외 논문 게재 22건/학술 발표 30건/특허 출원 10건/특허 등록 6건/기술이전 1건/기술인증 1건/인력양성 7명 □ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 ○ (경제적) 기존 방사능 측정 시설을 미세먼지 측정소로 활용 가능케 하는 기술로 실시간 미세먼지 측정소 170개소 및 미세먼지 성분 분석 측정소 15개소 확장 효과 ※ 성분 분석 측정소 구축비용만 약 150 억원 이상 절감 ○ (과학적) 방사능을 미세먼지 분석의 새로운 마커로서 활용하여 새로운 데이터 산출 (출처 : 요 약 문 2p)

• 연구책임자 : 김지석
• 주관연구기관 : 한국원자력연구원
• 발행년도 : 20230200
• Keyword : 1. 미세먼지;방사화 분석;미세먼지 오염원;핵 분석 기술;질소산화물; 2. particulate matter;activation analysis;PM emission source;Nuclear analytical technology;Nitrogen oxides;

연구개요 본 연구과제를 통해 고주파수(~MHz) 표면탄성파에서 기인한 마이크로스케일 음향흐름유동과 음향방사력을 기반으로 차세대 헬스케어 산업에서 중요한 역할을 차지하는 바이오미세유체플랫폼을 개발하고 응용하였다. 연구 목표대비 연구결과 분산상 유체와 서로 섞이지 않는 연속상 유체와의 교차유동으로 미세유체칩 내 나노/피코리터급 액적의 화학적 농도를 온칩(on-chip) 방식으로 제어할 수 있는 음향미세유체역학 기술을 개발하였다. 에너지효율적인 음향방사현상 유도를 위한 마이크로입자와 인가 표면탄성파의 주파수의 관계를 규명하였다. 미세유체 채널에서 선형 항생제 농도 구배를 형성하여 항생제의 반복적인 희석을 수행하지 않고 항생제의 적정용량을 구하는 방식을 개발하였다. 주파수를 제어하여 원하는 크기의 기능성 입자를 선택적으로 분리함으로써 표적 생체분자를 분리하였다. 고착되어있는 미세 액적 내부에 표면탄성파를 전파하여 원발성 암세포 환경을 간단히 모사하였다. 음향흐름유동을 이용하여 표적 방향만으로의 기능적 변화를 유도하여 효과적인 세포독성 반응을 나타나게 하였다. 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성) 4차 산업혁명 도래에 발맞춰 개인맞춤형 의료서비스의 중요성이 높아지는 가운데, 음향 미세유체역학의 원천기술을 응용하여 바이오미세유체플랫폼을 개발해 기존의 비동적·비정밀 플랫폼과는 차별화된 방식으로 개인맞춤형 차세대 헬스케어 산업의 기술경쟁력 확보. 숙련된 전문가나 고가의 장비 없이 생체 샘플을 분석 가능하며 효율적이고 정밀한 바이오미세유체플랫폼의 개발을 통해, 산업 친화적 생태계 구축이 미비한 국내 헬스케어 분야에 새로운 성장동력을 제공함으로써, 미래 성장 가능성이 높은 글로벌 4차산업 헬스케어 분야의 국제적 수준에 도달. (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 성형진
• 주관연구기관 : 한국과학기술원
• 발행년도 : 20230300
• Keyword : 1. 표면탄성파;바이오미세유체 플랫폼;음향흐름유동;음향방사력; 2. surface acoustic waves;biomicrofluidic platform;acoustic streaming flow;acoustic radiation force;