ㅇ 연구개요 유방암 환자의 치료부위 (target)과 손상위험장기 (organ at risk, OAR)의 Contour 생성 자동화를 위한 인공지능 모델 설계 및 학습을 통해 최적화된 모델 구현하고 방사선치료계획용 Contour 파일 생성 프로그램 개발하고 유용성 검증하였다. 유방암 환자 맞춤형 최적의 방사선치료계획 기법과 선량분포를 예측하는 인공지능 프로그램 개발하고 평가하였다. CT 데이터만을 이용하여 auto-contouring과 치료계획기법 예측, 선량분포 예측이 모두 한번에 자동으로 가능한 시스템을 개발하였다. ㅇ 연구 목표대비 연구결과 방대한 양의 영상 데이터를 빠르게 처리하기 위한 GPU 4대와 고용량 HDD로 구성된 고성능의 서버 시스템을 구축하였다. Automatic machine learning (AutoML) 방법론을 통해 도출된 SCNAS-Net 구조를 접목하여 Dice coefficient 계산 결과가 우수한 auto-contouring 성능을 갖는 모델을 개발하였다. auto-contouring 결과의 uncertainty map을 통해 차이가 나는 부분을 인지하여 의료진이 contour를 수정할지 여부를 결정하는데 도움을 줄 수 있도록 하였다. 유방암 환자의 CT 영상을 이용해 4가지 treatment plan 시 획득될 dose map을 예측하는 모델을 개발하였고, 평균적으로 PSMR 28.6, SSIM 0.893의 높은 일치도를 보였으며 dosimetric parameter는 평균적으로 3% 이내의 오차를 갖는 결과를 나타내었다. CT 영상과 3D contour map을 이용해 4가지 치료기법들 (2D tangential beams, forward IMRT, inverse IMRT, VMAT) 중 최적의 플랜 기법을 찾는 모델을 개발하였다. 76%의 1순위 플랜 예측 정확도를 보였고, 1순위와 2순위를 포함한 플랜 예측의 경우 94%의 정확도를 보였다. dataset imbalance로 인하여 Inverse IMRT와 VMAT 케이스에 대한 예측 정확도가 상대적으로 낮게 나타났다. CT 영상을 input으로 이용하여 auto-contouring 및 dose map과 최적의 플랜 기법을 예측해주는 통합 자동화시스템와 파일 연동을 위한 브라우저 기반의 사용자인터 페이스를 개발하였다. ㅇ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성) 본 연구에서 개발된 인공지능을 기반으로 하는 유방암에 특화된 자동화시스템은 CT 영상만을 가지고 Auto-contouring과 최적의 치료계획기법 예측 및 Dose map 예측이 동시에 자동으로 가능하기때문에 contouring의 오차와 소요시간을 줄일 수 있으며, 치료계획 수립 시간도 단축할 수 있을 것으로 예상된다. 향후 적절한 임상 적용성 평가 및 검증을 거치면 상용화도 가능할 것으로 예상되며, 유방암 환자에게 IMRT와 VMAT과 같은 정밀, 정확한 방사선치료를 적용할 수 있어 유방암 환자의 부작용을 줄이면서 방사선치료효과를 높이는데 기여할 수 있을 것으로 기대된다. 본 연구개발성과를 관련 국제 학술대회에서 발표하고 전문학술지에 논문으로 게재할 계획이고, 구축한 서버는 주관연구기관에서 사용 및 관리하며 과거 방사선치료계획들에 대한 후향적 연구에 활용할 예정이다. (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 김희정
• 주관연구기관 : 삼성서울병원
• 발행년도 : 20210900
• Keyword : 1. 유방암 방사선치료;인공지능 기반 윤곽화 자동화시스템;환자 맞춤형 방사선치료계획;선량분포예측;방사선치료계획예측; 2. Breast Radiotherapy;AI-based auto-contouring;Patient-specific radiation treatment planning;Dose distribution prediction;Treatment plan prediction;

광귤(지각)의 분말 및 물추출물에 대한 독성시험용 지표성분으로 naringin과 neohesperidin을 선정하였다. 광귤(지각)의 분말 및 물추출물에 대한 지표성분 함량을 각각 측정하였으며, Radiation 조사 전후의 각 지표성분의 함량 변화 및 광귤(지각)의 지표성분에 대한 안전성 평가를 진행하였다. 광귤(지각)과 지실의 혼용 및 오용에 대한 사회적 문제에 입각하여, 광귤(지각)의 주요 지표성분인 naringin과 neohesperidin은 지실에서는 전혀 검출되지 않음을 확인하였으며, 이 결과로부터 광귤(지각)과 지실의 오남용에 대한 품질관리가 가능함을 확인하였다. 랫드를 이용한 단회투여독성시험 및 4주 DRF 시험을 통하여 각각 천연물의 13 주(90일) 반복투여 독성시험의 용량을 결정하였고, 13주 반복투여독성시험 및 4주 회복시험 후 무독성량(no observed adverse effect level, NOAEL) 및 표적장기를 확인한 결과, 광귤(지각)의 분말 및 물 추출물은 각각 암수 모두 2000 및 5000 mg/kg/day이었고, 모두 독성학적으로 유해한 표적장기는 관찰되지 않았다. 복귀돌연변이, 염색체이상 및 소핵시험에서 모두 음성의 결과를 얻었다. (출처 : 요약문 7p)

• 연구책임자 : 송시환
• 주관연구기관 : 켐온
• 발행년도 : 20211100
• Keyword : 1. 광귤(지각);독성시험;안전성평가; 2. Aurantii Fructus Immaturus;Toxicity Testing;Safety Evaluation;naringin;neohesperidin;

□ 연구개발 목표 소형원전 잠재 수요국가를 대상으로 한 SMART의 수출을 촉진하기 위하여 국내 수출 금융제도 및 원전 수출 사례를 분석하고 이를 바탕으로 SMART의 성공적인 수출을 위한 금융 지원방안을 도출 □ 연구개발 내용 ○ 국내외 소형원전 개발 현황 분석 - 국외 SMR 개발 현황 - SMART 개발 경과 및 한-사우디 동반협력 ○ 국내 수출 금융 제도 분석 - 수출입은행 금융 지원 제도방안 검토 - ODA 지원요건 및 사례 검토 ○ 원전 건설사업 금융 - 일반적인 원전 건설사업의 특징 - 원전 재원 조달 방식의 유형 (UAE 바라카 사업 금융의 특징) - 주요 국가 전력시장의 원자력발전 지원 방식 ○ 원전 수출을 위한 해외 금융 지원 사례 및 제도 조사 - 미국, 러시아, 중국 등 원전 수출 금융지원 사례 조사 - 최근 미국의 소형원전 건설/수출 지원 사례 조사 ○ 소형원전 SMART 수출을 위한 금융 지원방안 도출 - 소형원전 비즈니스의 특징 - 소형원전 수출 금융을 위한 제도 개선 방안 도출 - 국가별 수출 사업별 금융 지원 방안 도출 □ 활용계획 및 기대효과(응용분야 및 활용범위 포함) ○ SMART 수출 비즈니스 모델 경쟁력 강화 - SMART 사우디 첫호기 건설 사업 착수 촉진을 위한 비지니스 모델에 활용 - SMART 수출 지원을 위한 최적의 금융지원 방안 도출로 SMART 수출 촉진 ○ 지구 온난화 방지 등을 위해 화석연료를 대체할 에너지원으로 떠오르고 있는 소형원전시장 진출을 위한 SMART 경쟁력 강화 - SMART 수출 건설을 통한 국내 원자력 산업계의 생태계 유지 (출처 : 요약문 3p)

• 연구책임자 : 기준우
• 주관연구기관 : 한국원자력연구원
• 발행년도 : 20210300
• Keyword : 1. 소형원전;수출;비지니스 모델;파이넨싱;금융지원;수출금융;공적개발원조;원자력; 2. SMR;Export;Business Model;Financing;Financial Aid;Export Financing;ODA;Nuclear Power;

※ 연구개발 목표 □ 최종목표: 첨단 방사선 기술 활용 수계 이차전지용 저가 고안정성 전해질/셀 설계 및 합성 기술 개발 ○ 다중이온전달기반(Zn²⁺, Li⁺, Na⁺, K⁺, Ca²⁺, Mg²⁺, Co²⁺, Mn²⁺, etc.) 고전압 수계 전해질 설계 및 안정성 확보 ○ 다중이온 기반 고전압 하이드로젤 분리막/전해질 설계 및 합성 기술 ○ 첨단 방사선 기술 (중성자/X-선 산란/영상) 기반 수계 이차전지 소재/셀 분석 기술 개발 ※ 연구개발 내용 □ 다중이온전달기반 고전압 수계 이차전지 전해질 원천기술 개발 ○ 다중이온 고전압 수계 전해질 설계 및 고전압 안정성 확보 기술 - Zn²⁺ // (Li⁺, Na⁺, K⁺, Ca²⁺, Mg²⁺, Co²⁺, Mn²⁺, etc.) 다중이온 고안정성 수계 전해질 설계 및 합성 기술 - pH 제어 및 첨가제를 통한 고안정성 artificial SEI 제어 및 고전압/저전압 계면 안정화 기술 ○ 다중이온 기반 고전압 하이드로젤 분리막/전해질 설계 및 합성 기술 - 나노/마이크로 pore 및 막 제어 기술을 통한 이온 전도 제어 젤 설계 - 고전압 구동을 위한 젤 내 수소/이온 결합 제어기술 ※ 개발 목표 : 1) 수계전해질 고전압 성능 : > 1.5 V, 2) 수계전해질 이온전도도 0.1 S/cm at 25℃, 3) 수계전해질 온도 안정성: 30℃ ~ 70℃ □ 첨단 방사선 기술 기반 수계 이차전지 소재/셀 분석 기술 개발 ○ X-선/중성자 소각 산란 기술 활용 전해질 및 전극 나노 구조체 설계 및 분석 - 나노 단위 전극 및 전해질 구조 변화 측정/분석 기술 개발 ○ 중성자 영상 기술 기반 셀 메커니즘 분석 및 고전압 안정화 기술 - 중성자 영상 기술 기반 전극 및 셀 내부 이온 전도 메커니즘 규명 ○ 중성자 회절 기술 기반 전극 소재 정밀 구조 분석 - 중성자 회절 기반 전극 소재 원자단위 이온 전도 메커니즘 규명 ※ 개발 목표 : 1) Scale-up을 위한 25 cm²급(250 Wh/kg 이상) 수계 전해질 기반 이차전지 셀 제작, 2) 첨단 방사선 분석 기반 수계셀 측정/분석 기술 개발 ※ 활용계획 및 기대효과(응용분야 및 활용범위 포함) - 저가 고전압 수계 전극 및 전해질 원천소재기술 개발을 통한 보다 안전한 대용량 에너지 저장장치 개발 및 수계 이차전지 상용화 - 차세대 수계 이차전지에 대한 기초과학적 연구는 물론 산업체 원천기술 확보, 응용 연구 확대 및 고도화, 산업적 파급효과가 높은 성과 창출에 기여 - 첨단 방사선 기술 활용 구조 분석 기법을 다양한 에너지 저장 소재에 적용 가능할 것으로 예상 (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 김형섭
• 주관연구기관 : 한국원자력연구원
• 발행년도 : 20211200
• Keyword : 1. 다중이온전달;전해질;수계 이차전지;고전압;X-선 소각 산란;중성자 산란;중성자 영상;분석 기술; 2. Multi-ion transfer;Electrolyte;Aqueous rechargeable batteries;High-voltage;Small angle X-ray scattering;Neutron scattering;Neutron imaging;analysis technique;

KURT 기반의 처분환경 진화를 고려한 사용후핵연료 처분시스템 성능 검증을 위해 KURT를 활용한 처분시스템 구성요소의 공학규모 성능 검증기술을 개발하고, 처분환경 진화를 고려한 처분시스템 종합성능평가체계를 개발하는 것을 주요 목표로 하여 4개 기술분야 별로 세부과제를 구성하여 연구를 수행하였고 연구결과는 다음과 같음. ○ 처분시스템 성능평가체계 개발 분야 - 국내 발생 모든 사용후핵연료 대상 처분효율을 향상 시킨 처분개념(KRS+)을 개발하였으며, 국내 원안위고시에 근거한 처분장 운영중 회수방안 설정 - 처분시스템 내 복합현상들을 단위모듈화하여 연계한 프로세스 기반 종합성능평가체계(APro 알파버전) 개발 - 모델 불확도 정량화 방법론과 처분용기당 붕괴열 조합 방법론 개발 ○ 공학적방벽 복합거동 검증기술 개발 분야 - KURT 기반 공학적방벽 복합거동특성 현장시험(In-DEBS)의 THM 특성 DB 구축 - 공학적방벽 성능 규명 및 모델 해석을 위한 완충재 열-수리 복합물성 평가 기술 개발 및 공학적방벽 THM 복합거동 진화모델 개발 및 국제공동연구 검증 - 다중 처분공 간섭현상 현장시험(In-DEBS-M) 개념설계(안) 제시 ○ 처분 지질환경 진화모델 개발 분야 - 심층처분장 건설 및 운영단계에서의 근계영역 천연방벽 특성 변화를 평가하고 모델화하기 위해, 처분터널 및 처분공 주변에서 발생하는 응력, 단열특성 및 수리특성 변화를 현장시험과 모델링을 통해 평가 - 처분용기재료에 대해 무산소 조건의 장기부식시험을 착수하고, 1차 모듈 해체 결과를 토대로 한 구리부식모델 개발 ○ 다중방벽 핵종 지화학거동 평가 - 지화학 인자의 영향을 고려한 사용후핵연료의 방사성핵종 조화 유출 모델 개발 - 처분환경의 변화에 따른 용기부식생성물 및 완충재의 특성 변화와 그에 따른 핵종 수착특성 자료 구축 - KURT 기반 근계영역의 산화환원환경 변화에 따른 용질의 이동/지연 현상 평가 (출처 : 서지정보양식 - 초록 360p)

• 연구책임자 : 조동건
• 주관연구기관 : 한국원자력연구원
• 발행년도 : 20210200
• Keyword : 1. 공학적방벽;사용후핵연료;성능검증;심층처분시스템;종합성능평가체계;지하처분연구시설;지화학 거동;처분 안전성;처분환경 진화;천연방벽; 2. Engineered barrier;Natural barrier;Spent nuclear fuel;Deep geological disposal sysetm;Evolution of disposal environments;Total system performance assessment framework;Performance verification;KAERI Underground Research Tunnel(KURT);Geochemical behavior;Disposal safety;

□ 연구개발 목표 방사성폐기물에 잔류하는 미량의 악티나이드 회수를 위한 용융염/액체금속 접촉계면의 방사화학 반응특성의 이해와 공정장치 개념 개발 ○ 용융염과 액체금속 접촉계면을 통한 란타나이드와 악티나이드의 전해환원 및 선택산화에 대한 방사화학 거동 연구 ○ 용융염과 액체금속 접촉계면을 통한 미량의 악티나이드 회수 공정장치원리 개발과 제염계수 특성 분석 연구 □ 연구개발 내용 용융염과 액체금속의 접촉계면을 이용하는 군분리 공정의 화학거동 및 반응특성의 규명으로 사용후핵연료의 파이로공정 발생 폐용융염에 잔류하는 악티나이드 회수 원리 규명 1단계. 용융염과 액체금속 접촉계면을 통한 란타나이드와 악티나이드의 전해환원 및 선택산화 거동 연구 2단계. 용융염과 액체금속 접촉계면을 통한 악티나이드 회수 공정장치 원리 개발 ○ 다성분계에서 선택산화에 의한 군분리 특성 분석 ○ 선택산화 과정을 위한 원심력 기반 용융염과 액체금속의 혼합/분리 장치 개념에 대한 특성 분석 ○ 전해환원과 선택산화의 순차적 공정의 제염계수 특성 분석 □ 활용계획 및 기대효과 ○ 액체금속 전극을 이용하여 이종금속합금 형성에 의한 저전위 동시환원 기술, 용융염과 액체금속을 이용하는 공정장치 기술에 대한 이해함으로서 고준위 폐용융염 방사성폐기물의 독성 저감을 위한 기술로 활용 ○ 용융염과 액체금속 환경에서 란타나이드와 악티나이드의 방사화학 선진기술을 확보하고 이에 대한 전문지식을 함양한 고급인력을 양성함으로서 파이로공정 기술 개발 및 실용화에 기여할 것으로 전망됨 ○ 고준위 폐용융염 방사성폐기물의 독성 저감을 위한 파이로공정 선진기술 확보를 통해 국가 연구경쟁력 제고 (출처 : 요약문 3p)

• 연구책임자 : 박병기
• 주관연구기관 : 순천향대학교
• 발행년도 : 20211000
• Keyword : 1. 사용후핵연료;파이로공정;폐용융염;악티나이드;란타나이드;동시환원;선택산화;액체금속; 2. spent nuclear fuel;pyroprocess;salt waste;actinide;lanthanide;co-reduction;selective oxidation;liquid metal;

□ 연구개요 본 연구는 항암제 내성 대장암세포에 항염증 치료제를 이용하여 산화 및 염증 반응과 관련된 ROS 및 Shh 신호전달 기전을 규명하고, 이를 통하여 항암제 내성 대장암을 극복 할 수 있는 항암 보조 항염증 치료제를 발굴 하고자 함. 궁극적으로 항암제 내성 관련 산화 및 염증 반응 기전을 통하여 항암제 내성 암의 새로운 치료제의 기반을 마련하고자 함. □ 연구 목표대비 연구결과 1. 1차년도 : 항암제 내성 대장암세포 구축 1) 대장암 치료에서 주로 사용되는 항암제의 선정 :　5-FU, Oxaliplatin 선정함. 2) 선정된 항암제 내성 대장암세포의 제작 : 선정된 항암제 내성 대장암 세포 제작 : Colon cancer HT29 와 HCT116 cell에 대해 resistance cell line 구축. 3) 제작된 항암제 내성 세포의 검증 : 제작된 세포가 다양한 항암제 농도에서 생존 하는지를 규 명하기 위해 cell viability를 확인하여 내성 세포주 검증함. 2. 2차년도 : 항암제 내성 대장암세포에 다양한 항염증 치료제 적용하여 산화 및 염증 관련기전 검증. 1) 항암 효과가 있는 다양한 항염증 치료제의 선정 : conoidin, mesalazine 2) 선정된 항염증 치료제를 항암제 내성 대장암세포에 적용하여 산화, 염증 반응 관련 기전 검증. 2.1) Conoidin A를 항암제 내성 대장암세포에 산화, 염증 반응 관련 기전 검증함. 2.2) Mesalasine을 항암제내성 대장암세포에 산화, 염증 반응 관련 기전 검증함. 3. 3차년도 : 검증된 항염증 치료제를 이용한 임상연구 계획 및 항암제 내성 다른 소화기암 세포주에 활용 1) 항암제 내성 췌장암 세포(5-FU-R PDAC cells)에서 antioxidant transcription factor인 nuclear factor (erythroid-derived 2)-related factor 2 (NRF2)의 역할 검증함. 2) 췌장 신경내분비 종양(QGP-1 human pancreatic neuroendocrine neoplasms(pNENs) cell line and patient-derived pNEN tissue)에서 Prx2의 항암제 치료 반응에 대한 biomarker로서의 역할 검증함. 3) 본 연구 결과에서 발굴한 항염증 치료제인 conoidin, mesalazine을 바탕으로 인체유래물 은행에 보관되어 있는 환자의 대장암 조직을 분양받아 이를 바탕으로 산화 및 염증 반응과 관련된 ROS, Shh 신호 전달 기전을 다시 검증 하며 이 결과가 나오면 이를 바탕으로 실제 환자를 대상으로 임상 연구를 계획 중. □ 연구개발결과의 중요성 - 본 연구를 통하여 항암제 내성 대장암세포에서 항염증 치료제를 이용하여 암 발생과 연관된 산화 및 염증 반응 관련 기전에 대한 기반을 구축하였으며 또한 in vivo에서도 같은 반응을 보임을 증명함. - 본 연구를 통하여 항암제 내성 췌장암세포주에서 항산화 관련 NRF2의 역할을 검증을 통하여 추후 항염증 치료제를 췌장암에도 적용할 수 있는 기반 마련. - 본 연구를 통하여 췌장 신경내분비 종양에서 산화, 염증 반응의 기전을 활용하여 Prx2의 항암제 치료 반응에 대한 biomarker로서의 활용의 기반을 마련. - 향후 본 연구를 기반으로 인체유래물 은행에 보관되어 있는 대장암으로 진단받고 5FU, Oxaliplatin등을 사용하였으나 항암제 내성을 보인 환자의 대장암 조직을 분양받아 이를 바탕으로 본 실험에서 발굴한 항염증 치료제인 conoidin, mesalazine을 사용하여 산화 및 염증 반응과 관련된 ROS, Shh 신호 전달 기전 증명을 통하여 실제 임상실험에 적용 가능함. 이를 통하여 항암제 내성 대장암을 극복할 수 있는 새로운 치료제 개발의 기반 마련. - 다양한 암종 및 질환에 대하여 적용할 수 있으며, 기존 연구와 연계할 경우 다양한 현상에 관하여 설명 할 수 있는 기반을 마련할 수 있음. 기존의 전략과는 다른 치료 방법으로 대장암 이외의 암에도 적용 가능 할 수 있을 것으로 사료되며, 각종 항암제 내성 획득 암에 대한 새로운 치료 전략 마련. 플랫폼으로서 역할을 할 수 있을 것임. 현재 연구를 바탕으로 항암제 내성 대장암세포에서 항염증치료제를 이용하여 암 발생과 연관된 산화 및 염증 반응 관련 기전을 바탕으로, 실제 항암제 내성 대장암 환자를 대상으로 한 임상연구를 진행하고, 더 나아가 다양한 항암제 내성 암을 대상으로 내성기전을 증명하는 과정을 반복하며 이를 바탕으로 내성암 치료제 개발의 진일보에 기여함. (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 정석후
• 주관연구기관 : 가톨릭관동대학교
• 발행년도 : 20210100
• Keyword : 항암제 내성;대장암;항염증 치료제;활성화 산소종;염증 반응;

□ 연구개발 목표 ○ 사용후핵연료 전해환원에서 저환원율 원소 환원 특성 규명과 효율 향상 - 저환원율 원소(희토류 금속과 알칼리 토금속 원소)의 전기화학 데이터 생산 - 저환원율 원소의 전해환원 반응 특성과 저효율 원인 규명 - 미환원 산화물이 후속공정과 최종폐기물에 미치는 영향을 평가 - 중요 문제 원소의 환원효율을 높일 수 있는 공정 개선방안을 도출 □ 연구개발 내용 ○ 1단계: 미환원 산화물의 전기화학 데이터를 구축하여 전해환원 과정에서 저효율을 보이는 희토류와 알칼리 토금속의 환원 반응 특성과 저효율 원인 규명 - 희토류 금속과 알칼리 토금속 미환원 산화물의 전해환원 중 간접환원 및 직접 환원과 관련된 전기화학과 열역학 데이터 문헌조사 및 측정 - 전해환원 실험 장치를 구축하여 예비 환원실험을 진행하고, 희토류와 알칼리 토금속의 전해환원 반응 특성과 저효율 원인 규명 ○ 2단계: 미환원 산화물이후속공정으로 전달되어 핵물질 회수공정과 최종폐기물에 미치는 영향을 평가하고, 환원율 향상이 필요한 원소에 대하여 환원율을 향상할 수 있는 공정 개선 방안을 도출 - 미환원 산화물이후속공정인 공용융염 환경에서 용출 여부, 용출 화합물 형태, 회수체에 전착되는 거동을 평가하고 후속공정 효율 저해 원소 도출 - 미환원 산화물이 존재할 수 있는 전해환원 용융염 폐기물, 전해정련 양극폐기물, 공용융염 폐기물 등 최종폐기물 특성에 미치는 영향 평가 - 전해환원 운전조건과 환원반응을 개선(인가전위, 환원제, 온도 등)하여 후속공정 목표달성을 방해하고 최종폐기물 특성을 저해하는 중요 저환원율 원소 산화물에 대한 전해환원율 향상 방안 도출 □ 활용계획 및 기대효과 ○ 미환원 산화물의 환원율을 높여서 공정 효율을 증가 ○ 고속로 핵연료 품질에 직접적인 영향을 주는 후속공정에 주는 영향을 최소화하며, 최종폐기물에서 고방열성 핵종에 대한 정밀한 특성을 파악 ○ 고온 용융염과 산화물 복합계면에서 일어나는 방사화학적 현상에 대한 이해를 증진하여 차세대 핵연료주기 시스템에 실증에 기여 ○ 사용후핵연료 파이로프로세싱과 후행핵연료주기 차세대 전문 인력 양성 (출처 : 요약문 3p)

• 연구책임자 : 최성열
• 주관연구기관 : 서울대학교
• 발행년도 : 20211000
• Keyword : 1. 방사화학;전해환원;복잡계면;희토류금속산화물;용융염;사용후핵연료;파이로프로세싱;알칼리토금속산화물; 2. Radiochemistry;Electrolytic Reduction;Complex Interface;Rare Earth Metal Oxide;Molten salt;Spent Nuclear Fuel;Pyroprocessing;Alkaline Earth Metal Oxide;

연구개발 목표 및 내용 최종 목표 방사선 조사에 따른 hBN의 물성 분석 및 결함을 이용한 hBN memristor 제작 전체 내용 방사선 조사에 따른 hBN의 dielectric 특성, 항복전압의 변화를 전기적 특성 변화 분석. 방사선 조사에 따른 결함을 이용하여 hBN memristor 제작 연구개발성과 ▷ dry-transfer을 이용한 전사방법으로 SiO₂기판, 전극패턴 위 등의 다양한 기판에 hBN 소자 제작 방법 획득. ▷ 초고속 카메라 설치 기술 확보 및 hBN의 breakdown 현상 관측 성공 ▷ hBN 기반 캐퍼시터를 제작하여 hBN의 breakdown과 같은 전기적 특성 파악에 성공함 ▷ 방사선 조사 이후의 hBN의 물성 변화를 시뮬레이션, 전기적으로 분석함 ▷ 방사선, 전자빔 조사한 hBN을 사용하여 memristor 소자를 제작하고 측정 및 분석. ▷ hBN과 이차원 물질을 결합하여 memtransistor를 제작하고 다양한 활용에 대한 가능성을 확인함. 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 ○ hBN을 dielectric layer로 사용하여 다양한 소자를 제작하게 되면 hBN의 atomically clean surface 특성으로 인해 소자의 성능을 크게 개선시킬 수 있을 것으로 기대됨 ○ dielectric 물질의 break down 연구는 반도체 기반 소자의 내구성 증진에 중요한 요소임. dielectric 물질의 break down에 관한 메커니즘은 아직까지 정확하게 밝혀지지 않았으며, 이에 대한 시각적 분석을 통한 break down 현상에 대한 연구는 break down 메커니즘 규명에 큰 역할을 할 것으로 기대됨 ○ 메모리 소자에 대한 수요는 향후 지속적으로 증대될 것으로 예상됨. 그에 반해 아직 memristor에 관한 연구는 아직 기초수준에 머물러 있음. 따라서 차세대 2차원 박막을 활용한 memory 소자 제작기술 확보는 미래 산업의 기술 선점에 있어 매우 중요한 요소로 작용할 것으로 보임. (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 김지현
• 주관연구기관 : 고려대학교
• 발행년도 : 20211100
• Keyword : 1. 육방정 질화붕소;초고속 카메라;방사선;항복 전압;메모리 소자; 2. hexagonal boron nitride;high-speed camera;radiation;breakdown voltage;memristor;

□ 연구개발 목표 ○ 원전의 실제 운전 조건 등 다양한 유동조건에서 비등 열전달 실험을 수행 데이터 베이스를 구축하고 이를 정밀하게 예측할 수 있는 비등 모델을 개발. • 원전 실제 운전 온도 및 압력 조건 국소 기포변수 측정 기술 개발 • 비등 열전달 열수력 실험데이터 분석을 위한 인공지능 기계학습 기법 개발 • 고온 고압 핵비등 열전달 실험 및 데이터베이스 구축 • 원전 운전조건 비등 열전달 모델 개발, 해석코드 적용 및 평가 • 핵연료 크러드 침적 관련 연구의 열수력 조건 연구환경 제공 □ 연구개발 내용 ○ 원전 실제 운전 온도 압력 적용 국소 광파이버 기포변수 측정 기술 개발 • 고온 고압 조건 기포변수 측정을 위한 초소형 국소 광파이버 센서 개발 • 개발된 광파이버 센서의 고온 고압 환경 적용성 시험 ○ 비등 열전달 실험데이터 분석을 위한 인공지능 기계학습 기법 개발 • 열수력 실험데이터 분석을 위한 인공지능 기계학습 기법 개발 • 비등 열전달 영향인자 분석 및 모델 개발을 위한 유사 데이터 생산 ○ 고온 고압 핵비등 열전달 실험 및 데이터베이스 구축 • 원전 증기발생기 및 노심 운전조건 중, 고압 실험 및 데이터베이스 구축 • 비등유로 시험부 단면 고정밀 국소 기포변수 분포 측정 ○ 원전 고온 고압 운전조건 비등 열전달 모델 개발, 해석코드 적용 및 평가 • 비등 열전달 모델 개발 • 1차원 최적 안전해석 코드 적용 및 평가 • 기기스케일 및 전산유체역학 코드 적용 평가 ○ 개발 기술의 확산 • 핵연료 크러드 침적 관련 연구 등 타 분야에서 개발된 기술수요가 발생할 경우 관련 기술을 지원 □ 활용계획 및 기대효과 (응용분야 및 활용범위 포함) ○ 원전 증기발생기 및 노심이 실제 운전되는 중, 고압 유동 조건에서 국소 기포인자 실험 DB를 생산함으로써 원전 안전해석 기술의 고도화와 선진화에 기여 ○ 국내 가동 원전의 정상운전 및 사고 조건에서 발생하는 비등 현상 정밀 평가를 위한 실험데이터 및 코드 등 인프라를 구축함으로써 원전의 안전성 평가기술을 향상시킴. ○ 개발될 인공지능 기계학습 기술은 원전 내 비등 외 타 열수력 현상 분석 연구에 확대적용할 수 있어 국내 원전 안전해석 및 열수력 기술을 한 단계 진일보 시키는데 기여. ○ 핵연료 크러드 침적 관련 연구 등 타 분야에서 기술 수요가 발생할 경우 열수력 조건 연구환경을 제공함 ○ 세계 최고 수준의 고온 고압용 광파이버 센서 측정기법 및 실험기술을 개발함으로써 원전 열수력 연구를 선도하고 타 유관 공학 분야로의 기술 확산을 통해 국가 과학기술 발전에 기여 (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 윤병조
• 주관연구기관 : 부산대학교
• 발행년도 : 20211200
• Keyword : 1. 고온고압;비등 열전달;국소 광파이버 센서;안전해석코드;원전 운전조건;기계학습 기법;국소 기포변수;전산유체역학코드; 2. High pressure high temperature;Boiling heat transfer;Local optical fiber sensor;Safety analysis code;Reactor operating condition;Machine learning method;Local bubble parameter;Computational fluid dynamics code;