◻ 연구개요 환자의 호흡에 의한 체표면의 변화에 따른 움직임에 대한 평가를 위한 작업으로 1차년도에는 실시간 체표면 추적 방사선 치료 장치의 모션 팬톰 개발하고 2차년에도는 개발된 팬텀을 기반으로 TOF 센서 카메라를 사용하여 호흡패턴을 얻어내었고 팬톰을 통한 단층영상(CT) 촬영 데이터를 가지고 체표면 추적 방사선 치료장치의 인공지능 학습 구현을 하는 작업을 수행했다. 3차년도에는 실제 환자의 호흡패턴을 포함하는 4차원 환자 데이터를 기반으로 체표면 추적 인공지능 학습 평가를 수행하였다. ◻ 연구 목표대비 연구결과 1차년도의 목표는 실시간 체표면 추적 방사선 치료 장치의 모션 팬톰 개발하는 작업이였고 이에 대해 CAD도면 작업을 통해 3D 프린팅 작업을 이용하여 모션 팬텀개발을 하였다. 2차년도에는 TOF 센서 카메라를 이용해 1차년도에 구현한 체표면 팬텀을 사용하여 호흡패턴 데이터를 얻고 단층촬영을 통한 아크릴로 제작된 종양부위의 움직임과 체표면 모사에서 얻어진 호흡 패턴과 기존의 상용화되어있는 적외선 마커를 이용하여 호흡패턴의 추이를 비교하였다.모션팬톰의 CT데이터를 가지고 인공지능(딥러닝)학습을 통해 호흡에 기반한 4차원 CT영상을 학습시켰다. 3차년도에는 실제 환자의 4차원 CT자료를 인공지능학습을 시켰다. 호흡패턴에 따른 위상에 변화와 이에 따른 CT영상을 예상을 구현하였다. 몬테카를로를 사용한 CT영상 구현에는 1차년도 이내에 작업이 가능한 범위를 넘어서는 작업으로 3차년도 연구에 적용하기는 어려움이 있었다. 시간에 따른 콘빔단층촬영(CBCT)를 사용한 영상을 각 시간 10개의 프레임으로 구성해 이를 기반으로 CBCT 합성 영상에 대한 구현으로 대체하였다. 1차년도의 경우 체표면 모션 팬텀 구성에 대한 목표 달성을 이루었고 2차년도에는 개발된 체표면 팬텀을 가지고 호흡패턴을 얻고 팬텀의 영상을 통한 인공지능학습을 구현하였다. 다만 너무 규칙적인 면이 있어서 실제 인공지능 학습에 대한 결과값이 예상치와 동일한 부분은 추후에 수정해야 될 부분이 있을 것을 생각된다. 3차년도의 경우 실제 환자의 호흡자료와 CT영상 자료를 통해 인공지능학습이 수행되었고 학습에 대한 결과가 상대적으로 부족한 영상자료의 영향으로 학습에 대한 정확도에 대한 개선이 필요할 것으로 보인다. ◻ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) 정확한 환자 치료를 위한 영상 촬영 시 추가적으로 조사되는 방사선의 위험이 없이도 환자 체표면 추적기술을 이용해 환자 맞춤형 치료가 외국에서는 널리 활성화되고 있는 상황이다. 기존 시장에 큰 점유률을 가지고 있는 글로벌 기업에 대해 팬톰 개발은 체표면 추적기술의 요소 기술로서 상용화가 가능해서 시장 진입이 용이하게 할 수 있고 국내의 높은 IT기술을 기반으로 추후 보다 진보된 체표면 추적 시스템을 독자적으로 구축할 수 있는 발판이 될 수 있다고 본다. 특히 인공지능 및 TOF 센서 기술 을 활용하여 기존의 글로벌 기업에서 아직 점유하지 못한 기술에 대한 상대적인 우위를 가질 수 있을 것으로 생각되어진다. 방사선치료와 관련한 의료산업 분야의 수입대체 효과와 기술 고부가가치화, 의료기술 국제 경쟁력 강화 등을 기대할 수 있고, 병원 및 의료산업 분야의 활성화에 따른 인력양성과 고용의 증가도 기대할 수 있을 것으로 여겨진다. (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 박소아
• 주관연구기관 : 한림대학교
• 발행년도 : 20240300
• Keyword : 1. 체표면 추적;팬텀;인공지능;호흡패턴;비행시간; 2. Surface guided;Phantom;Artificial Intelligence;Respiration Pattern;Time of Flight;

□ 연구개발 목표 및 내용 ◼ 최종 목표 ○ 방사선치료기기 품질관리 안전규제 지침안 개발 ◼ 전체 내용 ○ 입자치료기 품질관리 현황 및 안전규제 고려사항 분석 ○ 방사선치료기기 품질관리 규제 지침안 개발 및 규제 활용성 제고 ◼ 1단계 ❏ 목표 ○ 방사선치료기기 안전규제 주요 고려사항 분석 및 품질관리 규제 지침안 개발 ❏ 내용 ○ 입자치료기 안전성 평가 주요 규제 고려사항(사고의 영향, 방사선 모니터링 등) 분석 ○ 입자치료기 품질관리 국내외 기술현황 검토 ○ 방사선치료기기 품질관리 규제 지침안 개발 ○ 방사선치료기기 안전성 평가 기술 규제 활용 □ 연구개발성과 ○ 입자치료기 품질관리 안전규제 현황 및 주요 고려사항 도출 ○ 국내 치료 방사선 규제 활용(검사) 보고서 도출 ○ 방사선치료기기 품질관리 규제 지침 개발 ○ 안전기술보고서 : 3 건 □ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 ○ 제도개선 – 원자력안전법 제53조(방사성동위원소⋅방사선발생장치 사용 등의 허가)에 따라 허가받은 100여개의 국내 의료기관과 관련 학회 등 이해관계자 의견을 청취하고자 함. 국내 품질관리 안전규제에 관한 지침은 향후 방사선 규칙(제3절 의료분야의 안전관리) 및 원자력안전위원회고시 제2019-06호(의료분야의 방사선 안전관리에 관한 기술기준) 개정 시 활용할 수 있음 ○ 현장적용 – 규제 경험 피드백을 반영하여 현장에 적용 가능한 품질관리 지침안을 도출하고 현장 검사시 활용하고자함 – 입자치료기 심검사 시 안전성 평가 필수 항목인 사고의 위험 및 대책, 방사선 감시 방안 등 본 연구의 분석 보고서를 참고 가능함 (예. 서울대학교병원에서 추진 중인 중입자 치료시설, 2025년까지 5개 이상 도입 예정인 양성자 치료시설 등) ○ 기대효과 – 고선량 치료방사선기기에 대한 규제 지침 개발은 규제 검사의 신뢰성과 일관성을 유지하며 효율적인 규제 이행에 도움이 될 것으로 예상함 – 첨단 의료기술의 선두를 이끄는 대형 치료방사선기기의 안전한 이용 문화 정착과 의료방사선 사고피폭을 예방할 수 있을 것으로 기대함 (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 김지영
• 주관연구기관 : 한국원자력안전기술원
• 발행년도 : 20240400
• Keyword : 1. 방사선 치료기기;품질관리;규제검증;규제방법론;지침; 2. Radiation Therapy Machine;Quality Control;Regulatory Verification;Regulatory Methodology;Guideline;

□ 연구개발 목표 및 내용 ◼ 최종 목표 ❖ 최종목표: 속중성자 다중도 검출 방식을 이용한 특정 핵물질(Pu_eff) 계량검증 기술 고도화 • 중량취급시설의 핵물질 계량관리를 위한 특정핵물질 생성량 분석 기술개발 ❖ 정량적 성능목표: 계량 정밀도 전산모사기반 예측결과 대비 10% ❖ 정성적 성능목표: 국가 검사 활용 가능성, 기술적 유효성 ❖ 최종결과물 : 1. 핵물질계량 방법론; 2. 전산모사 및 실험결과; 3. 핵물질 계량용 계측장비 ◼ 전체 내용 ○ 사용후핵연료 시설의 안전조치에 필요한 핵물질 계량관리를 위하여 미량의 특수핵물질의 생성량을 추정하는 방법론과 함께 그를 위한 추정 시스템을 개발하고자 함. 고속중성자 산란에 기초한 검출기는 정확한 중성자의 타이밍과 에너지 정보 획득을 가능하게 하여 핵물질의 검증 정확도를 높이는데 중요한 기능을 발휘할 수 있을 것이라 예상됨. 따라서 기존의 전통적 방법으로 사용되어 왔던 He-3 검출기 기반의 시스템을 대체하기 위해 유기섬광체 기반 고속중성자 다중도 계수 장치를 개발하여 정확도를 높인 핵물질 계량 기술을 개발하고자 함. ◼ 1단계 ❏ 목표 ○ 특정핵물질 생성량 추정 수학적 방법론 개발 ❏ 내용 ○ 국내외 특정핵물질 생성량 추정 방법 선행기술 분석 - 국내외에서 이미 개발되었거나 개발 진행중인 비파괴기법을 이용한 특정 핵물질 계량기술을 분석하고 각각의 장단점을 제시 ○ 중성자 산란 검출 시스템을 통한 특정핵물질 생성량 추정 수학적 방법론 개발 - 전통적 방법인 열중성자 에너지 다중도 측정법(single)을 회피한 신개념 속중성자 산란 검출 시스템 적용(single, double, triple)을 위한 수학적 모델링 개발 ○ 특정핵물질 생성량 추정 수학적 방법론 기반 전산모사 - GEANT4/MCNPX-Polimi를 이용한 중성자 다중성 카운팅 전산모사 - 전통적 시스템에 사용되는 He-3 기반이 아닌 유기섬광체 기반 시스템의 속중성자 다중도 계수 전산모사 ◼ 2단계 ❏ 목표 ○ 특정핵물질 생성량 추정 시스템 개발 ❏ 내용 ○ 특정핵물질 생성량 추정 시스템 최적화를 위한 몬테카를로 전산 모사 - 1차년도 결과를 바탕으로 한 전체 시스템의 GEANT4/MCNPPolimi를 이용한 전산모사 ○ 특정핵물질 생성량 추정 시스템 설계 및 제작 - 전체 시스템 전산모사 결과를 바탕으로 한 시스템 디자인 및 검출부, 신호처리부, 제어부 설계 및 제작 ○ 특정핵물질 생성량 추정 시스템 연동성 평가 - 각 시스템부의 결합에 대한 신호처리 능력 평가 - 최적 검출부 센서 선정을 위한 중성자/감마선 분리 능력 검토 - 검출부 센서의 PSD 능력치 검증 및 중성자 다중도 계수 확인 ○ 특정핵물질 생성량 추정 시스템 시작품 성능평가 - 핵물질 미량 시료에 대한 고속중성자 다중도 계수 측정 - 핵물질 미량 시료 질량과 다중도 계수 값 상관관계 평가 ○ 특정핵물질 생성량 추정 시스템 측정 결과 분석 및 전산모사 결과와의 비교 검증 - 전산모사 결과 및 실험 결과 분석 및 비교 평가 □ 연구개발성과 ○ 정량적 성과 - 안전기술보고서 6건, 논문 게재(국내외 SCI) 2편, 특허 1건 - 시작품 장비 설계도 및 제작 1건 - 전산모사 프로그램 코드 1건 ○ 정성적 성과 - 정성적 성능목표: 국가 검사 활용 가능성, 기술적 유효성 확보 □ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 ○ 활용계획 - 핵확산 저항성 및 물리적 방호 강화 기술 중의 하나인 특정 핵물질 계량 기술을 통해 핵비확산성 및 관련기술을 확보하여 향후 선진 핵연료주기의 안전조치 및 물리적 방호 시스템에 적용하고자 함 - 개발하고자 하는 시스템의 시험 평가를 한국원자력통제기술원과 함께 수행하여 검증하고, 과제 종료 후 미국 LANL, INL 등 핵물질 계량기술을 보유하고 있는 유관기관과 협력하여 성능평가 및 검증에 대한 공동연구를 하고자 함 ○ 기대효과 [규제활용측면] - 개발기술 및 시스템의 실질적 활용을 위해 한국원자력통제기술원(KINAC)과의 협력 협약 체결 및 안전조치실 핵물질 분석팀 활용을 통한 KINAC 핵물질 검증 역량을 강화 가능 - 개발된 기술을 확장하면 사용후핵연료 집합체의 결손이나 DDA/DDSI 관련 시스템으로의 확장을 통한 핵물질 안전조치 및 검증 활동에 활용이 가능함 - 특정핵물질의 계량관리 검사를 위한 장비의 기능 및 성능 기준에 대한 표준화를 통해 미래 원자력시설의 계량관리 및 핵물질 등급별 계량관리 규제의 효과성 및 효율성 극대화를 이룰 수 있음 - 한국-IAEA 전면안전조치협정 및 추가의정서, 한미원자력협력협정 등에 따른 계량 관리 의무를 이행하기 위한 계량관리 요건을 제시할 수 있을 것이라 예상되며, 연구과제의 수행으로 계량관리체계가 계량관리 요건을 만족하고 적정한 지 판정할 ‘방법론적 기준’ 수립이 가능 [기술 및 국제화측면] - 미국 LANL, INL, 미국 미시간대학교 원자핵공학과의 MVT(Consortium for Monitoring, Technology, and Verification)와의 기술협력회의 참여 및 기술·인력 교류를 추진 - 미량의 핵물질 계량을 위한 장비 개발이 목표지만, 향후 스케일을 확장하여 사용후핵연료 집합체 내의 특정 핵물질의 계량이 가능한 장비로의 확장성을 보유 [경제적·산업적측면] - 특정핵물질 생성량, 신호분석 기술, 미량 핵물질 분석, 사용후핵연료 분류 등 다양한 분야로 활용이 가능할 것으로 기대 - 첨단 방사선 계측기술을 구축하여 선진 원자력 안전조치 분야에 기술 경쟁력 있는 제품을 수출함으로써 국부 창출에 기여함 (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 정만희
• 주관연구기관 : 제주대학교
• 발행년도 : 20240400
• Keyword : 1. 속중성자;중성자 다중도;유기섬광체;실리콘 광증배소자;특정핵물질; 2. Fast_neutron;Neutron Multiplicity;Organic scintillator;SiPM;Special Nuclear Material;

□ 연구개요 본 연구과제의 최종목표는 방사선치료의 효율을 증대하기 위하여 citrate 환원반응(citrate reduction reaction)을 이용하여 최적의 금 나노입자를 제작하는 방법을 개발하고 이를 검증하는 것. □ 연구 목표대비 연구결과 ■ 연구목표 (1)1차년도(2021) -radiosensitizer 제작에 대한 기존 발표된 연구의 사전조사. -citrate 환원반응을 이용한 금나노입자 제작방법의 simulation 및 방법 결정. (2)2차년도(2022) -citrate 환원반응으로 제작된 금나노입자를 제작. -다양한 방법(microwave, laser, radiation 등등)으로 금나노입자의 제작연구. (3)3차년도(2023) -최적의 citrate환원 반응으로 결정된 금나노입자의 특성 및 DEF 측정. -개발된 금나노입자의 dose enhancement 검증. ■연구과제를 통한 연구결과 -기존의 금나노입자에 대한 방사선치료의 효과에 대한 사전조사를 진행. -금나노입자에 대한 MC 시물레이션을 진행. -고도의 방사선치료의 효과를 검증하는 연구결과 SCI급 논문 2편, 국내 학회지 2편 -방사선치료 선량교정 및 치료효과 검증에 대한 특허 출원 4편, 등록 2편 -금나노입자를 통한 방사선치료의 효과증대에 관한 관련 석사학위 2명 배출 □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) ■연구과제의 활용방안 -연구결과 발표된 논문의 성과를 바탕으로 더욱 정밀하고 안전한 방사선치료를 수행하여, 방사선치료의 효과를 높일 수 있음. -출원 및 등록된 특허를 바탕으로 고도의 정밀한 방사선치료 효과를 검증하고, 치료의 효과를 정확히 검증하는데 적용될 수 있음. ■연구과제의 중요성 -금나노입자를 이용한 방사선치료의 효과 증대에 대한 연구는 방사선치료 분야에서의 혁신적인 접근 방식을 제시하고 있음. -금나노입자의 특성을 활용하여 방사선치료의 효과를 증대시킴으로써 종양의 치료의 효과를 향상시킬 수 있음. 암 환자의 생존율을 향상시키고 치료 과정의 부작용을 중일 수 있음. -금나노입자를 이용한 방사선치료 제작 방법의 최적화 및 효율적인 사용법을 제시함으로써, 의료분야에서 방사선치료의 효과를 극대화할 수 있는 방안을 제공함. (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 오세안
• 주관연구기관 : 영남대학교
• 발행년도 : 20240300
• Keyword : 1. 방사선치료;금나노입자;Citrate 환원반응;방사선증감제; 2. Radiotherapy;Gold Nanoparticle;Citrate Reduction Reaction;Radiosensitizer;

□ 연구개발 목표 및 내용 ◼ 최종 목표 ○ 원전 실시간 계측, 운영, 운전, 안전 및 사고관리 Big Data와 심층학습 인공지능 기술을 이용한 실시간 종합안전 및 사고관리 파일럿 플랫폼 개발 ◼ 전체 내용 - 원전 실시간 감시계통 계측기 신호 진단 및 신호해석과 디지털 신호 동적보상 논리 개발 - MARS-KS를 활용한 열수력계통 안전해석 Big Data 구축 체계 개발 - 원전 운영, 운전, 안전 및 사고관리 파일럿 Big Data 구축 - 가동원전 및 AtomCARE와 연계 및 활용방안 검토 - 원전 Big Data를 이용한 원전 운전, 과도 및 사고진단, 예측과 대응 실시간 종합안전 및 사고관리 심층학습 구축 방법론 개발 - 원전 실시간 종합안전 및 사고관리 파일럿 플랫폼 (iLisa-MP, intelligent Living Safety & Accident - Management Platform) 개발 및 확인검증 ◼ 1단계 ❏ 목표 ○ 원전 실시간 감시계통과 운영, 운전, 안전 및 사고관리 Big Data를 이용한 운전, 과도 및 사고진단, 예측 및 대응 AI 심층 학습 방법론 개발 ❏ 내용 - 실시간 감시계통 신호 진단, 해석 및 동적보상 방법론 개발 - 참조원전 및 파일럿 Big Data 구축 대표 Event 선정 - AtomCARE 운영현황 및 기술 현안 검토 - 참조원전 운영, 운전, 안전 및 사고관리 Big Data 구축방법론 개발 - 참조원전 실시간 감시계통 입력과 운전, 안전 및 사고관리 Big Data를 이용한 실시간 종합안전 및 사고관리 AI 심층학습 방법론 개발 ◼ 2단계 ❏ 목표 ○ 참조원전 파일럿 Database 구축 및 파일럿 Big Data를 이용한 실시간 종합안전 및 사고관리 파일럿 플랫폼 개발 및 확인 검증 ❏ 내용 - 실시간 감시신호 진단, 해석 및 동적보상 모듈 개발 - MARS-KS 해석을 통한 참조원전 파일럿 Database 구축 - 참조원전 운영기술지침 (T/S), 비정상운전절차서 (AOP), 비상 운전절차서 (EOP) 및 사고관리계획서 (AMP)의 실시간 운전, 안전 및 사고관리 AI 심층학습 연계 방법론 개발 - 실시간 종합안전 및 사고관리 AI 심층학습 알고리즘 선정 및 참조원전 파일럿 플랫폼 설계 - 가동원전 및 AtomCARE와 연계 및 규제 활용방안 도출 - 원전 종합안전 및 사고관리 플랫폼의 데이터베이스 구축 및 운영관리 방법론 개발 - 실시간 감시계통 신호 및 파일럿 Big Data를 이용한 참조원전 종합안전 및 사고관리 파일럿 플랫폼 개발 및 확인검증 □ 연구개발성과 ○ 안전기술보고서 (N-STAR) : 6건 - 원전 실시간 종합안전 및 사고관리 플랫폼 개발을 위한 인공지능 심층학습 상태입력층 구축방법론 - 원전 실시간 사고진단 및 예측을 위한 심층학습 이상탐지 방법론 - 원전 종합안전 및 사고관리 플랫폼의 데이터베이스 구축 및 운영관리 방법론 - 원전 실시간 종합안전 및 사고관리 플랫폼의 사고예측 방법론 개발 - 인공지능 기계학습 및 빅데이터를 활용한 원전 종합안전 및 사고관리 플랫폼 개발 방법론 - 원전 실시간 종합안전 및 사고관리 플랫폼의 인공지능 지도학습 사고진단 방법론 ○ 논문 : 국외 SCIE 논문 제출 : 1건 - Machine Learning Accident Diagnosis and Prediction Methodology using MARS-KS Best-estimate Safety Analysis Database of APR1400 Advanced Power Reactor (NED 논문 제출완료 : 제출번호 NED-D-24-00009) ○ 학술대회 발표 : 국내 2건, 국외 1건 - Anomaly Detection Methodology based MARS-KS Simulation Database(KNS) - Operational Anomaly Detection Methodology using MARS-KS Nuclear Safety Transient Simulation Database (KNS) - Machine Learning Anomaly Data Detection and Accident Diagnosis Methodology using MARS-KS Design Basis Event Analysis Database of APR1400 Nuclear Power Plant (NURETH) ○ 지식재산권 : 국내 출원 1건 - 인공지능 기계학습 기술과 빅데이터를 이용한 운전원을 지원하기 위한 가동원전의 종합안전 및 사고관리 자동운전 플랫폼과 중소모듈형 및 초소형 원자로의 안전한 자율운전 플랫폼 ○ 저작권 (소프트웨어) : 등록 2건 - Nuclear Power Plant intelligent Living safety and accident Data Bank (원전 실시간 종합안전 및 사고관리 데이터뱅크) - iLisa_GUI (아이리사 지유아이) ○ 전문 연구 인력양성 : 학사 1명 ○ 산업 기술 인력 양성 : 5명 - KSA (한국표준협회) 인공지능 고급과정 수료 5명 ○ 홍보실적 : 4건 - ANS Winter 학술대회 - Winter NuSTEP meeting 기술 발표 - NTHAS 학술발표 - Summer NuSTEP meeting 기술 발표 ○ 고용 효과 : 3명 - 책임급 : 1명 (2021년도 채용) - 석사급 : 1명 (2022년도 채용) - 학사급 : 1명 (2021년도 채용) □ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 - 개발한 파일럿 플랫폼을 기반으로 향후 국내 가동원전의 운전, 과도 및 사고 감시, 진단, 예측 및 대응을 위한 운전원 지원 자동운전 실시간 종합안전 및 사고관리 플랫폼 (iLisa-MP, intelligent Living Safety & Accident – Management Platform)을 개발하여 가동원전의 안전성 및 운전 효율성 향상에 기여 - 국가정책으로 추진하고 있는 ‘한국형 혁신 소형모듈원자로 (i-SMR)’ 및 국내 산학연에서 개발하고 있는 다양한 목적의 중소모듈형 및 초소형 신형원자로의 인공지능 기술 및 자율운전 기술개발 선도와 인공지능 기술 적용 인허가를 위한 규제 기준 및 규제 독립검증 방법론 미래형 원자로 규제수요 대비 규제기반기술 확보 - 국내외에서 해양, 우주 및 국지 등 다양한 목적으로 개발 중인 중소모듈형 및 초소형 신형원자로의 안전성 강화 및 경제성 제고를 위한 인공지능 자율운전 초격차 기슬개발로 미래형 신형원자로 자율운전 규제기술 개발 및 원자력 인공지능 기술 선도 - 원전의 실시간 종합안전 및 사고관리 플랫폼 구축을 통하여 원전의 운전, 과도안전 및 사고의 실시간 감시와 사고 대응 및 완화를 통한 가동원전 안전성 강화로 원자력에너지 및 원자력 산업계에 대한 국민의 신뢰성 제고 - 미래 중소모듈형 및 초소형 원자로 인공지능 자율운전 초격차 기술개발을 통한 미래 중소모듈형 및 초소형 원자로 자율운전 시장 선점과 원자력 기술수출 경쟁력 제고 (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 심석구
• 주관연구기관 : 이엔이티
• 발행년도 : 20240400
• Keyword : 1. 실시간 감시계통;빅데이터;인공지능 기계학습 기술;원자로 안전 및 사고관리 자동운전 플랫폼;원자로 자율운전 운영관리 플랫폼; 2. Real-Time Monitoring System;Big Data;AI Machine Learning Technology;Reactor Safety and Accident Management- Autonomous Platform;Self-driving Reactor - Operational Platform;

□ 연구개요 본 연구에서는 전도전자가 매개하는 간접교환 상호작용에 의해 복잡하고 다양하게 전자구조의 변화를 보이는 4f 전자 근간의 희토류 란탄-보라이드 강상관 자성전도체 시료에 대해 펄스 ¹¹B 핵자기공명을 측정하고 그중 특히 스핀-스핀 완화과정의 진동적 감쇠 과정을 정밀하게 분석하여, 전자스핀 간의 간접교환 상호작용의 변화를 미시적으로 규명하고자 한다. □ 연구 목표대비 연구결과 희토류 란탄-보라이드계 강상관 자성전도체중 GdB₄와 DyB₄, EuB₆ 및 YbAlB₄에 대하여 스펙트럼, 공명선 이동 및 선폭, 스핀-스핀 및 스핀-격자 완화과정 등 기본적인 핵자기공명 측정을 온도, 자기장 방향 및 주파수에 따라 측정하였고 흥미로운 결과를 축적하였다. 다음 단계로 스핀-스핀 완화과정을 시료의 결정축에 대한 자기장의 방향 및 온도에 따라 심층적으로 정밀하게 측정하였다. 상기 시료에 대해 액체헬륨을 흘려가며 4K 까지 온도, 자기장 방향 및 공명 주파수(측정 핵 자리)를 바꿔가며 광범위하게 스핀-스핀 완화과정의 진동을 측정하였고, 이것을 후리에 변환하여 정밀한 자료를 풍부하게 측정하였다. EuB₆에서 자기장 방향 및 공명 주파수에 따라 T₂ 진동의 진폭 및 주파수가 달라짐을 측정하였고, 강자성 상전이와 결부되어 T₂ 진동이 변화함도 관측하였다. GdB₄ 및 DyB₄에서는 4f의 자기모멘트에 의한 선폭 넓어지기가 대단히 심각하여 공명선을 분리해 내는 것이 매우 어려웠고, T₂ 진동의 진폭, 주기 및 감쇠를 정밀하게 측정하는 데 한계가 있었다. 이들의 T₂ 감쇠는 4f 전자스핀 때문에 EuB₆와 매우 다르게 측정되었다. YbAlB₄에서는 다른 시료들과 대비되는 또 다른 T₂ 진동을 측정하여 상당한 실험자료를 획득하였다. 이러한 차이는 4f 전자스핀 모멘트의 크기와 구조, 인접한 보론 핵 자리의 개수 등에 기인한다. 여러 시료의 측정결과를 비교하고 체계적으로 분석 중이며 이론계산을 수행하여 간접교환상호작용의 국소적 변화를 미시적으로 규명할 것이다. □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) T₂ 진동은 그동안 별로 보고되지 않았는바, 그 이유는 여러 조건이 충족되어야 하기 때문이다. 따라서 본연구에서 측정된 다양한 실험자료들은 전도전자에 의해 매개되는 4f 스핀 간의 간접상호작용에 대한 심층적인 정보를 제공할 것이고, 나아가 란탄-희토류 기반의 강상관 자성전도체에서 국소전자구조를 미시적으로 이해하는 데 크게 기여할 것이다. 이것이 본연구의 중요성이다. (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 이무희
• 주관연구기관 : 건국대학교
• 발행년도 : 20240300
• Keyword : 1. 희토류-보라이드 강상관계;11B 핵자기공명;스핀-스핀 완화과정 T2;T2의 진동적 감쇄;간접교환 상호작용; 2. Rare-earth Borides;11B NMR;Spin-spin relaxation T2;Slow-beat of T2 decay;Indirect exchange interaction;

비공개항목입니다.

• 연구책임자 : 김호진
• 주관연구기관 : 연세대학교
• 발행년도 : 20240300
• Keyword : 1. CT/CBCT 영상;방사선치료;인공지능;인공음영 저감;방사선치료결과 예측; 2. CT/CBCT Image;Radiotherapy;Artificial Intelligence;Metal Artifact Reduction;Radiation Outcome Prediction;

□ 연구개요 본 연구과제는 양자플라즈마(quantum plasma)에서의 파동-플라즈마 및 플라즈마-플라즈마 상호작용 연구를 위하여 양자플라즈마의 경계면에서 전파되는 표면파의 감쇄 및 성장과 원자충돌 현상에 의한 산란단면적에 작용하는 양자효과와 비선형 플라즈마 차폐효과를 연구하여 양자플라즈마의 물리적 특성을 밝히고 이를 양자플라즈마, 고밀도 천체플라즈마 등에 응용할 수 있는 양자 플라즈마 현상을 탐구하는 과제이다. □ 연구 목표대비 연구결과 모든 연차별 목표를 100% 달성하였다. 특히 최초 선정시 계획에 없었던 추가연구를 수행하여 2차년도에는 강하게 결합된 플라즈마에서 Wigner time-delay, lower-hybrid surface wave, space charge wave in a self-gravitating plasma, 3차년도에는 충돌 플라즈마에서의 이온 온도 효과, 난류가 란다우 감쇄에 미치는 영향 등을 연구하였다. 당초 계획한 연차별 목표는 다음과 같으며 이를 모두 달성하였다. (1) 1차년도 연구목표: 양자플라즈마 표면파 및 전자산란 연구 - 양자플라즈마 및 비평형 (r, q) 표면파의 분산식 및 성장률 계산 - 양자플라즈마에서의 Compton 산란 계산 (2) 2차년도 연구목표: 양자이온음파 표면파 및 Shannon Entropy 연구 및 추가연구 - 양자이온음파, 난류플라즈마 등의 표면파의 분산식 유도 및 성장률 계산 - 강하게 결합된 플라즈마에서의 원자 Shannon Entropy 계산 (3) 3차년도 연구목표: 강하게 결합된 양자 플라즈마에서 불안정성과 제동복사 연구 및 추가연구 - Two-stream 불안정성의 양자적 효과 계산 - 원통형 플라즈마에 대한 TG mode 연구 - 양자플라즈마에서의 전자-이온 제동복사 계산 (4) 4차년도 연구목표: 양자더스트 표면파 및 양자플라즈마 OST 연구 - 더스트 플라즈마에서의 양자적 효과 및 표면파 계산 - 양자 streaming 플라즈마에서의 표면파의 불안정성 계산 - 양자플라즈마에서의 occurrence scattering time (OST) 계산 (5) 5차년도 연구목표: 양자플라즈마 파동의 비선형 효과 및 이온화 연구 - 비선형 효과가 양자플라즈마 표면파에 미치는 영향 계산 - 전하포획 계산, Photoionization 계산 □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) 양자플라즈마 내에서 표면파의 불안정성과 여러 원자 층돌현상에 대한 본 연구를 통하여 이상적 플라즈마 또는 약하게 결합된 플라즈마를 나타내는 고전적인 Debye 가림 모델로는 여태껏 설명하지 못하였던 양자효과, 비선형 가림효과, 중성충돌 효과등의 변화에 따른 양자플라즈마 표면파의 불안정성과 여러 충돌 과정에 대한 산란 단면적 및 반응률의 변화를 조사할 수 있을 것으로 기대하며 이를 통하여 보다 정확한 원자 천이율(atomic transition rate)을 알아내고, 또한 이로 인하여 방출되는 연속 혹은 불연속 방사 스펙트럼을 보다 명확히 이해 할 수 있을 것으로 판단된다. 그리고 이러한 연구결과를 바탕으로 향후 양자플라즈마 내에서 전자분포 형태와 결합 파라미터(coupling parameter), 축퇴파라미터(degeneracy parameter) 등 여러 플라즈마 파라미터들을 규명할 수 있을 것으로 생각하며, 이들 양자플라즈마로부터 방출되는 스펙트럼을 조사, 분석하는데 많은 도움이 될 것으로 보인다. (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 이명재
• 주관연구기관 : 한양대학교
• 발행년도 : 20240300
• Keyword : 1. 양자플라즈마;표면파;란다우감쇄;제동복사;횡적 축약 방법; 2. quantum plasma;surface wave;Landau damping;bremsstrahlung radiation;transverse truncation method;

비공개항목입니다.

• 연구책임자 : 정인철
• 주관연구기관 : 소울머티리얼
• 발행년도 : 20240400
• Keyword : 1. 2차전지;방열;마그네시아;저온소결;고열전도; 2. secondary battery;radiation;Magnesia;low temperature;high heat conduction;

□ 연구개요 자율주행차의 복잡성 증가로 인해 결함 발생 가능성이 높아지고 있으며, 통신 네트워크가 개방된 아키텍쳐로 전환됨에 따라, 악의적인 공격에 노출될 가능성 또한 증가하고 있음. 자율주행차의 고가용성이란 차량의 자체 결함이나 외부 공격이 발생하더라도 시스템의 성능을 지속적으로 유지시킴으로써 사고로부터 인명의 손실을 막기 위한 자율주행차의 필수 요건임. 이에, 본 연구에서는, 시스템의 중복 탑재를 통해 고가용성을 확보할 수 있는 중복성 시스템온칩 (SoC) 아키텍쳐 및 CAN-HSR 기반 고가용성 차량용 네트워크 아키텍쳐를 설계하고 구현하고자 함. □ 연구 목표대비 연구결과 ● 정량적 연구결과: 본 과제 사사로 총 4편의 SCI 저널 논문을 출판하여 매년 평균 1.33편의 SCI 논문을 출판하였음. 또한, 총 7편의 특허를 출원 하여, 매년 평균 2.3편의 특허를 출원하였고, 이외 2편의 국제학회 논문과 2편의 국내학회 논문을 발표함. 본 과제의 정량적 목표를 초과 달성함. ● TMR 구조에 근거한 RISC-V 기반 하드웨어 중복성 아키텍쳐의 새로운 구조를 제안함. 특히, industrial CAN에 대해 partial redundancy 방법을 적용한 새로운 구조에 대해 연구를 수행함. 그 결과로서, 프로세서 처리 속도는 네트워크의 지연시간 보다 훨씬 빠르며, 차량의 2ms 이내 지연시간을 만족시킴. ● 차세대 In-Vehicle Network 전환 기간동환 HSR의 이중화 메커니즘을 CAN에 적용하는 Seamless CAN이라는 새로운 내결함성 알고리즘을 연구하였으며, 기존의 CAN 기반의 네트워크에 비해 10배 낮은 BER performance를 획득함. ● 하드웨어 중복성에 활용 가능한 딥러닝 알고리즘의 고속 하드웨어 구조를 제안함. 결과물로 합성가능한 Verilog-HDL 소스 코드를 얻음. ● 새로운 Fault-Tolerant 알고리즘에 대한 분석적 연구와 이것에 기반한 네트워크 시뮬레이션 모델을 통해 기존 연구에 비해 향상된 결과를 얻을 수 있었으며 이를 증명하기 위한 OMNET++ 소스 코드를 얻음. ● 현재 상용화되고 있는 이중화 기술 현황 분석을 통해, 실제 환경과 유사한 파라미터를 이용하여 시뮬레이션을 실시하고 결과를 얻을 수 있었음. □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) ● 본 과제를 통해 개발된 중복성 시스템은 고장 발생으로 인해 인명이나 재산에 피해를 초래하는 안전-필수(safety-critical) 시스템에 사용 가능함. ● 특히, 차량용 반도체 뿐 아니라, 우주/항공 분야의 내방사선(Radiation-Resistant) 프로세서, 원자력발전의 디지털 원자로 (Reactor) 보호시스템, 군사 응용, 무인 차량 및 산업/의료 장비 등 방사선 및 고장 등 고가용성 유지가 필수적인 분야에 제안하는 내결함성 프로세서가 활용될 수 있음. ● 자율주행차의 인지, 처리, 판단을 위한 신호처리 알고리즘, 구현 IP, 칩셋, 구동 SW 환경을 위시한 시스템온칩 플랫폼이 국산 자율주행차의 제어 플랫폼으로 활용 가능하며, 향후 Level-5를 위한 궁극의 중복성 기술에 활용 가능할 것으로 기대함. (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 박상윤
• 주관연구기관 : 명지대학교
• 발행년도 : 20240300
• Keyword : 1. 자율주행차;고가용성;중복성;시스템온칩;차량내부 네트워크; 2. Autonomous Vehicle;High-Availability;Redundancy;System-on-Chip;In-Vehicle Network;