□ 연구개발 목표 및 내용 ◼ 최종 목표 종양의 움직임에 대해 실시간으로 위치를 추적관찰하여 수직 또는 수평방향으로 움직임에 대해 재 계산된 위치로 보정하게 되는 다엽콜리메이터 추적 치료 시, 기존의 시스템이 가지는 문제점을 해결하고자 정밀도를 높이기 위해 빔 제어방식을 최적화하여 환자에 전달되는 방사선 선량의 정확도를 높이고자 함 ◼ 전체 내용 ○ 새로운 다엽콜리메이터 제어 방법 개발 및 고 정밀 방사선 치료의 효용성 확인 ○ 새로운 선량 오차 평가 개발 ○ 높은 해상도의 치료기기를 위한 시뮬레이션 환경구축 ○ 종양의 움직임에 따른 알고리즘 별 선량 오차 상관관계 확인 ○ 추가 종양의 모양 모델링 □ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 ○ 종양의 위치정보를 이용한 새로운 MLC tracking의 원천기술 확보 ○ High resolution MLC tracking의 임상적 의의 확인을 위한 기반 기술 확보 ○ 기존의 MLC tracking 평가 방법을 개선한 새로운 선량오차분석방법 개발 ○ 공동연구를 통한 연구성공과 연구의 질 향상 등 시너지 창출 ○ 다엽콜리메이터를 제어하는 방법 및 평가에 대한 연구가 전무했으며, 가능성 입증된다면, 기준 모델 성립 가능 ○ 다양한 잎의 두께 사이즈에서 모델 평가가 이루어질 수 있음 ○ 제어 이론 기술 확보 및 방사선 종양학 분야의 선량 저감화로 이뤄지는 기술은 국내 의학물리 발전에 크게 기여 할 수 있을 것으로 기대됨. ○ 본 연구를 수행을 통해 새로운 제어 이론 및 개선된 선량 오차 방법론의 연구 성과물을 획득할 예정이고, 이 연구 내용을 바탕으로 국내·외 우수한 학회지에 연구 내용을 발표할 예정임 ○ 실시간 방사선 종양 치료의 전문 인력으로 거듭날 수 있는 기회가 될 것으로 기대됨. (출처 : 요약문 3p)

• 연구책임자 : 지윤서
• 주관연구기관 : 울산대학교
• 발행년도 : 20210600
• Keyword : 1. 다엽콜리메이터추적;리프 피팅 알고리즘;선량 오차;방사선 치료;방사선종양학; 2. MLC Tracking;Leaf Fitting Algorithm;Exposure Error;Radiation therapy;Radiation Oncology;

□ 연구개요 PCM/SiC 기반 열에너지 저장 및 방출 합성골재의 개발 ● 1차적으로 상변화물질을 활용 에이징 및 진공기법을 통한 함침골재의 개발 ● 2차적으로 상변화물질이 함침된 골재의 표면위에 실리콘 카바이드를 활용하여 표면에 코팅하여 열전도성을 향상시키면서 기계적인 성질이 향상된 합성골재의 개발 개발된 PCM/SiC 기반의 합성골재를 함유한 콘크리트의 열에너지 저장 성능 및 내구성, 기계적인 성능평가 ● 개발된 에너지 저장 및 방출 합성골재가 함유된 콘크리트 모의 부재 제작을 통한 외기온도에 따른 실내 온도 특성분석 (기후변화에 따른 에너지저장 및 방출) □ 연구 목표대비 연구결과 ■ 개발된 PCN/SiC 기반의 합성골재가 함유된 콘크리트의 압축강도 특성을 살펴보면 콘크리트는 구조재료로서 일정한 소요강도 요구되는 재료이다. 개발된 합성골재는 일반 골재에 비해 시멘트 페이스트와의 부착력이 떨어지고 강도가 약한 재료를 코팅했기 때문에 물리적인 성질은 감소된다. 결과를 보면 일반 골재가 함유된 공시체에 비해 개발골재가 함유된 공시체의 압축강도가 10~25% 이상 감소하는 경향을 나타냈다. 하지만 설계기준강도를 만족하는 결과를 나타냈기 때문에 건설재료 사용하기에는 적합하다는 결론을 도출하였다. ■ 실험결과 일반 콘크리트 보다 열에너지 저장 콘크리트가 온도를 평균 5℃ 낮추어 주는 것을 확인하였다. ■ 내부의 온도는 10℃ 이상 높으면서 외기로 배출되는 열기를 저장하고 있기 때문에 실내에는 온도가 5℃ 이상 낮은 결과를 보였다. ■ 따라서 개발된 열 에너지 저장골재를 콘크리트에 함유하게 되면 외부로부터 발생되는 온도를 저장하여 내부에 침투가 되는 온도를 줄여 여름철 실내를 보다 쾌적하게 유지할 수 있다는 결론을 도출하였다. □ 연구개발결과의 중요성 ■ 개발하고자 하는 골재의 주된 목적은 여름철 열 에너지를 저장해서 외기에 온도를 내부로 들어가는 것을 막고 온도를 낮추어주는 것을 목적으로 연구를 진행하였다. ■ 이를 통해 산정된 결과를 보면, 여름철 시즌에 평균적으로 5℃ 이상 온도를 낮출 수 있고, 에너지 소비량은 여름철 900~1,200kWh 이상 절약할 수 있다는 결론을 도출하였다. ● 연구개발을 통해 얻어진 결과로 정부에서 추진하는 제로에너지의 의무화 기술에 적합하다는 결론을 도출하였다. (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 김홍기
• 주관연구기관 : 한양대학교
• 발행년도 : 20210200
• Keyword : 상변화물질;열에너지 저장;제로에너지;실리콘 카바이드;

원자력발전소의 지속성을 보증하기 위해서는 원자력 계통의 건전성/신뢰성이 담보되어야 함. 원자로 내부구조부품과 원전 2차계통 배관의 신뢰성 검증은 원자력 발전소 건전성 향상과 기술선진화에 직결됨. 원자로 내부구조부품의 중성자 유기 응력부식균열을 실증할 수 있는 시설을 구축하였으며, 구축된 유동가속부식 실증 시험시설을 활용해 다양한 컴포넌트에 의해 형성된 비대칭 유체에 의한 배관감육을 실증하였음. 또한 실증시험과 이를 통해 생산되는 자료에 대해 품질보증체계를 구축하여 자료의 활용성과 신뢰성을 제고하였음. 중성자 조사재 취급이 가능하도록 원격 조종기를 구비한 중성자유기 응력부식균열 실증시험장치와 목업 핫셀을 cold lab에 구축하였고, 이를 활용하여 원자로 내부구조물 IASCC 실증시험 절차 및 원격제어 운전절차를 개발하였음. 최대 360℃, 20MPa의 1차 냉각수 고온 고압 환경 및 가속 조건을 구현할 수 있음을 확인하였고, leak free 설계의 안전성을 검증하였음. 미국 미시간대와 기술교류를 통하여 IASCC 실증시험 및 조사재 취급 절차를 개발하였고, 한수원 중앙연구원 및 미국 EPRI와 기술협력을 통하여 중성자 조사재 시편 수급을 위한 국내 해체원전 활용 및 관련 국가연구개발사업을 기획하였음. 오리피스, 엘보우의 배관감육에 대한 영향을 실증하였으며, 오리피스와 엘보우의 복합작용에 의해 비대칭의 최대 감육이 발생함을 확인하였음. 실증시험결과는 한전기술에서 개발한 배관감육관리 프로그램의 예측값과 비교하여 프로그램의 성능검증과 개선필요성을 동시에 확인하였음. 또한 원전 배관의 감육율 예측 신뢰성을 향상시키기 위하여 오리피스와 엘보우에 의한 비대칭 복합 유동을 유한요소 프로그램인 COMSOL과 ANSYS로 해석하여 결과를 비교 분석함. 이를 통해 배관을 이용한 실증시험과 예측의 상이함을 확인하였음. 또한 FAC 배관의 감육을 실시간으로 모니터링할 수 있는 waveguided 고온 UT 측정 시스템을 개발하였고, 이를 상온 UT 측정 결과와 비교하여 개발된 고온 UT 측정 시스템의 신뢰성을 검증하였음. 플렉시블 IDT 기반 레이저 스캐닝 검사 시스템을 개발하였으며 원전 2차계통 배관의 안전성을 향상에 활용될 수 있음. 가동 원전의 배관관리를 위한 머신러닝 기반의 FAC 데이터베이스 구축방법 및 실시간 배관 두께변화율 예측기술을 확보하였음. 향후 4차산업기술 접목을 통한 배관 감육관리 프로그램 성능 고도화, 안전성 증진 및 원전기술 수출에 기여할 수 있을 것으로 기대됨. 원전재료 물성DB 웹사이트를 문서기반 DB 프레임워크와 자바스크립트 기반 최신 웹기술을 이용하여 구축하였음. 이 DB 시스템에 기존 금속 기반 재료물성 시험 결과를 변환하여 입력하였고, 세라믹 기반 재료 물성에 대해서도 추가하였음. (출처 : 서지정보양식 151p)

• 연구책임자 : 김동진
• 주관연구기관 : 한국원자력연구원
• 발행년도 : 20210100
• Keyword : 1. 원전내부구조부품;열화실증시험시설;비대칭 유체;감육실증;유체해석;재료성능 평가 DB;배관감육 품질보증;머신러닝; 2. Reactor internal;material degradation test facility;asymmetric fluid;FAC verification;flow analysis;material performance DB;FAC quality assurance;machine learning;

비공개항목입니다.

• 연구책임자 : 김진홍
• 주관연구기관 : 에스팩(주)
• 발행년도 : 20210700
• Keyword : 1. 중수;원자력 발전;냉각 응축;자동화;광분석기기; 2. Heavy water;Nuclear power generation;Cooling condensation;Automation;Optical analysis equipment;

비공개항목입니다.

• 연구책임자 : 임광원
• 주관연구기관 : 세기하이텍
• 발행년도 : 20210800
• Keyword : 1. 통신중계기;방열;방열모듈;냉각장치; 2. 5G;Communication repeater;Radiation;Heat pipe module;Cooling system;

□ 연구개요 본 연구의 목적은 원자핵건판 검출기를 사용하여 ‘암흑물질’과 ‘숨겨진 입자들’을 탐색하는 것이다. 원자핵건판은 입자 검출기 중에서 공간분해능이 가장 뛰어나며 (~1μm 이하), 전자공학적 검출기와 결합한 방법으로 현재에도 중성미자 실험 등에 활발히 사용되고 있다. 만일 윔프 입자들이 원자핵건판내의 핵과 충돌하여 만드는 되튐 입자들의 비적이 약 ~수백 nm 정도가 된다면 최근에 개발된 NIT (Nano imaging Tracker)라는 새로운 원자핵건판 검출기로 그 비적들의 방향성을 관측할 수 있다. 그리고 고에너지 입자가속기에서 발생할 수 있는 가벼운 암흑물질 입자가 원자핵건판내의 전자와 충돌해서 되튀어 나가는 전자들은 에너지가 비교적 높기 때문에 제동복사에 의해 전자기 캐스케이드 샤워를 발생시킨다. 이러한 샤워 입자들은 ECC (Emulsion Cloud Chamber)라는 원자핵건판 검출기내에서 관측 가능하다. 본 연구에서는 숨겨진 입자들 중의 하나인 무거운 중성 경입자(HNL)와 가벼운 암흑물질 및 윔프 입자들의 반응들을 원자핵건판 내에서 검출하는 경우, 발견할 수 있는 민감도(sensitivity) 한계와 검출 방법 등에 대해서 연구하였다. 또한 원자핵건판 내에서 2개의 이중-기묘핵 반응들을 검출하였는데, 이러한 반응들은 중성자별의 내부 구조와 관련된 중요한 실험적 정보를 제공해줄 수 있을 것이다. □ 연구 목표대비 연구결과 수행된 주된 연구 결과들은 다음과 같다. (1) 숨겨진 입자들의 탐색에 관한 연구 · HNL 탐색에 대한 민감도 설정 · 뮤온 선속(muon flux)과 charm 입자의 발생 단면적 측정 · charm 입자 탐색을 위한 ECC 스캐닝 (2) 가벼운 암흑물질 탐색에 관한 연구 · 신호와 배경입자들과의 구별을 위한 머신러닝 수행, · 가벼운 암흑물질 탐색에 대한 민감도 설정 (3) 윔프 입자의 방향성 탐색에 관한 연구 · Gran Sasso에서 NIT 제작 및 스캐닝 · 머신러닝으로 신호와 배경입자들과의 구별 방법 연구 · ~수백 nm 정도의 비적을 광학현미경으로 관측하는 방법 연구 (4) 이중-기묘핵 탐색 · 이중-하이퍼핵 및 Ξ^--핵 각각 1개 반응 발견 □ 연구발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) (1) SHiP 실험에서 연구한 SND 검출기의 디자인과 제작 노하우를 CERN 대형 강입자충돌기 LHC에서 최초로 수행되는 고에너지 중성미자 및 숨겨진 입자들을 탐색하는 후속 실험인 SND;LHC 에 활용할 계획임 (2) 나노 입자를 광학현미경으로 관측하는 방법 개발 (3) 중성자별 내부구조 연구에 자료 제공 (출처 : 연구결과 요약문 2p);

• 연구책임자 : 윤천실
• 주관연구기관 : 경상대학교
• 발행년도 : 20210300
• Keyword : 1. 원자핵건판;숨겨진 입자;암흑물질;SHiP 실험;NEWSdm 실험; 2. Nuclear emulsion;Hidden particle;Dark matter;SHiP experiment;NEWSdm experiment;

□ 연구의 목적 및 내용 • 정지궤도복합위성 개발 목적 - 천리안위성 1호(선행위성) 기상 및 해양 임무 승계 - 천리안위성 1호 대비 향상된 기상, 해양 및 환경관측서비스 제공 • 정지궤도복합위성 개발 내용 - 탑재체 : GK2A(기상탑재체, 우주기상탑재체), GK2B(해양탑재체, 환경탑재체) - 임무 수명 : 10년 - 무게 : GK2A(건조질량 1,461kg, 발사질량 3,507kg) GK2B(건조질량 1,333kg, 발사질량 3,379kg) - 소모전력 : GK2A(운용궤도 2,198W(;EOL), 발사 및 전이궤도 1,578W) GK2B(운용궤도 1,605W(;EOL), 발사 및 전이궤도 1,279W) □ 연구개발성과 • 시스템 개발 - 시스템 엔지니어링 관리 수행 (시스템 요구사항 분석 및 규격서 작성, 버짓 관리 및 분석) - 자체 개발한 INR S/W 알고리즘 활용한 성능분석 - 정지궤도 우주환경 해석 수행(EMI/EMC 해석, Radiation 해석) - 제품보증 및 품질인증 수행 • 위성본체 및 부분체 개발 - 국산화 전장품 비행모델 제작 - 정지궤도위성용 비행소프트웨어 개발 • 위성조립 및 시험 - 비행모델 총조립과 환경 및 기능 시험 수행 - 기계 및 전기 지상지원장비 개발 - 대형전자파 시험 및 고압누기 시험 시설 등 정지궤도위성 시험 시설 구축 • 발사 준비 및 발사 - 발사장 운송 지원(운송용 컨테이너 자체 개발) - 발사장에서의 위성 기능 및 성능 시험 수행 • 지상국 개발 - 지상국 자료처리 및 송수신시스템 개발 • 궤도상 시험 - 성공적인 위성 초기 운영 수행 (전이궤도운영 국내 최초 수행) □ 연구개발성과의 활용계획(기대효과) • 기술적 측면 - 정지궤도위성 고유모델을 확보하여 통신, 항법 등 차후 정지궤도위성 공공 수요 대응 - 정밀전자⋅기계제품의 고신뢰도 확보기술 등 타 분야로의 기술 전파 • 경제/산업적 측면 - 정지궤도위성 고유 플랫폼을 확보하여 세계의 중형급 정지궤도 틈새시장 진출 모색 - 기상예보 정확도 향상으로 인한 사회적 비용 감소 - 기후변화⋅해양⋅환경문제 등 대응능력 향상으로 사회적 편익 제고 - 해외 직수입 관례를 탈피하고 위성 국내 독자개발 방식으로의 전환을 통하여 외화 절감 및 수입대체 효과 기대 (출처 : 요약문 4p);

• 연구책임자 : 최재동
• 주관연구기관 : 한국항공우주연구원
• 발행년도 : 20210400
• Keyword : 1. 정지궤도 복합위성;위성시스템;위성본체;기상 및 우주기상관측;해양 및 환경관측; 2. GEO-KOMPSAT;Satellite System;Satellite Bus;Meteorological & Space Environment Monitoring;Ocean Color & Geostationary Environment Monitoring;

□ 연구개발 목표 및 내용 ㅇ 최종 목표 분열하는 세포에만 작용하여 종양의 성장을 억제하는 것으로 알려진 전기장 치료를 이용하여, 방사선 치료의 효과를 극대화 하는 융합 암치료 시스템 기술개발 ㅇ 전체 내용 • 다양한 기능이 탑재된 교류전기장 발생장치와 환자의 피부에 탈부착이 가능한 전극을 이용하여 전기장 암치료시스템의 하드웨어 개발 • 환자의 CT 영상과 전극의 크기 및 위치정보를 이용하여 환자 인체 내 전기장의 세기를 계산하고 종양과 정상조직에 부여되는 전기장의 3차원 분포를 영상 및 수치로 표시하여 계획된 치료(Treatment Plan)의 타당성을 평가하는 소프트웨어 개발 • 종양의 생물학적 특징 및 물리적 특징에 기반하여 방사선_전기장 융합암치료의 효과를 검증하고 생물학적 기전 규명 □ 연구개발성과 • 전기장 암 치료기 하드웨어(BMP-200)와 인체 내 전기장을 계산하는 알고리즘 및 전기장 분호 디스플레이 GUI를 개발하였음. 이를 통해 SCI급 학술지인 Journal of the Korean physical society에 논문을 게재하였음. • 전기장과 방사선을 융합 암치료 효과를 검증하기 위해 췌장암 세포주 2가지를 이용하여 연구하였고, 그 결과 apoptosis를 통한 암세포사멸을 일으키며 전기장 치료와 방사선치료가 융합되었을 때 시너지효과가 나타남을 검증하였음. 또한, fractionation을 이용하여 치료 시간에 따른 효과를 확인하였음. 이를 통해 SCI 급 학술지인 Technology in cancer research & treatment와 International journal of radiation biology에 논문을 게재하였음. □ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 • 본 연구진은 췌장암 세포주를 이용하여 방사선치료와 전기장 치료의 시너지 효과를 최초로 검증하였고, 추후 심화 연구를 통해 임상에 적용된다면 난치암으로 고통받는 암 환자들에게 새로운 치료 대안이 될 수 있을 것으로 보임. • 또한, 본 시스템이 개발되면 인체 내에 전달되는 전기장의 세기 조절이 공간적으로 가능해지기 때문에 종양에는 처방전기장이 집중적으로 부여되고 정상조직에는 최소의 전기장을 인가하여 임상 적용 시 난치성 암 치료에 있어서 획기적인 치료법이 될 것으로 기대됨. 따라서 해당 분야의 미래의료기술을 선점하고 향후 타 의료기기 분야의 연구개발에 대한 기술적인 파급효과가 클 것으로 예상됨. (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 윤명근
• 주관연구기관 : 고려대학교
• 발행년도 : 20210600
• Keyword : 1. 전기장치료;방사선치료;융합치료;최적화;세기조절; 2. Tumor treating fields;Radiotherapy;Combined therapy;Optimization;Intensity modulation;

비공개항목입니다.

• 연구책임자 : 유욱재
• 주관연구기관 : 오르비텍
• 발행년도 : 20210500
• Keyword : 1. 근적외선 형광영상;전리방사선 섬광영상;일체형 영상 계측시스템;인도시아닌 녹색 염료;림프관 조영술; 2. near-infrared fluorescence imaging;ionizing radiation-induced scintillation imaging;all-in-one image sensing system;indocyanine green dye;lymphography;

▣ 연구개발 목표 및 내용 ￭ 최종 목표 지방세포 또는 기질혈관분획의 주입을 통하여 방사선에 의해 만성적으로 손상된 피부의 회복을 확인하고 지방조직에 포함되어 있는 줄기세포의 분화와 관련된 기전을 규명한다. ￭ 전체 내용 □ 방사선에 의한 만성피부손상이 지방이식에 의한 회복과 그 기전을 확인 □ 방사선에 의한 만성피부손상이 기질혈관분획에 의한 회복과 그 기전을 확인 ▣ 연구개발성과 방사선유도 만성피부손상은 지방이식 또는 기질혈관분획의 주입으로 회복될 수 있다. ▣ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 □ 임상적으로 방사선을 조사한 부위에 지방이식과 기질혈관분획을 주입하는 것은 법적인 제약 없이 가능하기 때문에, 본 연구의 가설을 입증한다면 환자를 대상으로 임상연구를 계획할 수 있는 근거를 마련 할 수 있음 □ 방사선 피부손상의 합병증을 치료할 수 있으며, 예방적인 접근도 기대할 수 □ 방사선 부작용의 경감은 방사선 조사선량을 증가시킬 수 있는 기반을 마련하기 때문에 부수적으로 종양에 대한 치료계수를 향상시킴 □ 줄기세포의 분화능을 임상적으로 이용하는 사례가 될 경우 재생의학적인 impact가 클 것으로 예상됨 □ 개발된 기술들을 바탕으로 지적 재산권화 가능 □ 최근 관심이 높은 세포치료제 개발 시 참고가 될 수 있음 □ 방사선에 따른 부작용을 감소시키는 예방 및 치료는 장기적으로 국가의료비지출의 감소에 기여할 것으로 기대됨 (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 이동원
• 주관연구기관 : 연세대학교
• 발행년도 : 20210600
• Keyword : 1. 방사선;지방;기질혈관분획;만성피부손상; 2. Radiation;Fat;Stromal Vascular Fraction;Chronic Dermatitis;