- 대기, 해양, 육상, 빙권의 기후변화감시요소 관측 자료의 융합정보 시스템 구축 기술 고도화 - 지상, 위성, 해상, 항공 관측 자료 융합에 따른 양질의 기후변화감시자료 활용 기술 확보 - 기후변화감시요소와 기후시스템의 변화경향 및 변동성에 대한 상호 기여도의 정량적 평가기술 확보 - 다양한 국내외 기관에서 수집하고 재생산한 자료를 일괄적으로 수집 및 가공함으로써 국내연구기관 및 현업기관에서의 활용 - 기후변화감시요소와 대규모 기후시스템과의 상호연관성 분석 (출처 : 요약서 3p)

• 연구책임자 : 김상우
• 주관연구기관 : 서울대학교
• 발행년도 : 20210300
• Keyword : 1. 기후변화 감시요소;관측 자료;기후시스템;장기변동;상호 연계성; 2. climate change monitoring element;observation dataset;climate system;long-term trend;interrelationship;

□ 연구개요 본 연구는 혈관내피세포 산화질소합성효소 (endothelial nitric oxide synthetase, eNOS) 및 산화질소 (NO) 활성 억제가 주요 기전으로 밝혀진 폐동맥고혈압에서도 심혈관계 내피세포에서 산화질소의 활성 유지, 교감신경의 과활성화억제 및 산화스트레스 억제효과가 있는 dexmedetomidine (DEX)이 동일한 기전으로 폐동맥고혈압을 유효하게 억제할 수 있는지에 대해 밝히고자 한다. 또한, Human Umbilical Vein Endothelial Cells (HUVEC)와 Human pulmonary artery smooth muscle cells (HPASMC)에서 monocrotaline(MCT)에 의한 폐동맥 고혈압 발생에 있어서 자가포식의 활성화가 얼마나 중요하게 작용하고 그 기전을 확인하고자한다. □ 연구 목표대비 연구결과 1차년도 연구내용 및 결과 내용 : 혈관내피세포 (bEND.3, mouse brain endothelial cells)를 이용하여 MCT (0, 1, 2, 3, 4, 5 mM), dexmedetomidine (0, 1, 5, 10, 20 nM)을 처리하여 세포활성에 미치는영향과 세포사멸, 신호전달에 미치는 영향을 확인한다. 결과 : bEND.3 세포에서 MCT의 처리에 의한 세포분열 및 성장을 억제하는 것으로 관찰되었다. 3 mM이상의 농도에서는 유의적으로 세포성장이 억제되었다. DEX를 처리했을 때, 세포 성장에는 영향이 없음을 확인하였다. 또한, monocrotaline의 처리가 세포의 성장억제와 G2/M의 arrest를 일으키고, LC3B의 발현 변화를 보이고, 이는 PERK와 ERK의 signal이 autophagy와의 연관됨을 확인하였다. 2차년도 연구내용 및 결과 내용 : MCT에 의해 HUVEC세포와 PASMC세포에 세포성장 및 세포활성에 미치는영향과 세포사멸, 신호전달에 미치는 영향을 확인하고, autophagy가 일어나는 정확한 신호전달을 알아보기 위해, 연관된 신호전달의 억제제를 이용하여 확인한다. 결과 : HUVEC이나 HPASMC세포에서 MCT를 농도별로 처리했을 때, 세포 성장이 억제됨을 확인하였고, Autophagy마커인 LC3B가 농도가 증가할수록 증가되었고, DEX와 ERK inhibitor를 처리했을때 감소된 것으로 볼 때, 이는 MCT에 의한 autophagy가 ERK의 활성화에 의한 것임을 확인하였다. 또한, MCT에 의한 ERK의 활성화와, inhibitor인 3-MA와 Bafilomycin A1을 처리했을 때, LC3-II가 증가한 것으로 보아, HUVEC세포에서 MCT는 강력한 autophagy inducer로 작용하고 있음을 확인하였다. 3차년도 연구내용 및 결과 내용 : HUVEC셀에서 강력한 autophagy inducer로 작용하고 있는 MCT에 의한 autophagy와 연관된 gene screening을 통하여 DEX에 의한 억제효과와 연관된 특정한 signaling을 찾아 DEX처리에 의한 폐동맥 고혈압의 억제 기전을 확립하고자 한다. 결과 : Western blot과 immunofluorescence를 통해 MCT 처리에 의해 cytoplasm에 LC3B의 발현이 증가했음을 확인하였고, control에서는 lamp1이 핵에서 아주 약하게 관찰되었으나, MCT 처리했을 때, 세포질에서 강하게 발현되었고, DEX처리에 의해 그 현상이 완화 되었음을 확인하였고, merge에서 보면 발현되는 위치가 거의 동일함을 확인하였다. ERK inhibitor처리에 의해서도 완화됨을 보였지만 DEX의 효과가 더 좋았음을 확인하였다. 그러나 nuclear와 cyroplasmic fraction에서의 western 결과와 다소 차이를 보였지만, LC3B-I의 경우 cytosol에서 관찰되었고, LC3B-II의 경우는 control에서는 확인되지 않고, MCT처리했을 때, 약하게 핵에서 관찰되었다. 4차년도 연구내용 및 결과 내용 : HUVEC세포에서 MCT처리에 의한 endogeneous LC3B 단백질의 세포질로의 이동을 확인하고 DEX에 의한 억제효과가 있는지 확인한다. 세포를 안정화 시킨 후, DEX(10ug/mL)를 한시간 전처리 하고, MCT 5 mM을 처리하고 24시간 후에 Confocal을 이용해 LC3B punta와 autophagic flux, LC3B translocation을 확인한다. 결과 : HUVEC세포에 MCT를 처리했을 때, 세포질 부분에서 LC3B의 발현이 강하게 증가하고, DEX를 처리했을 때, 그 발현이 감소하는 양상을 보였다. mRNA의 발현을 확인한결과, TP53, p62, LC3B, GABARAPL1에서는 MCT처리한 세포에서는 발현이 증가했고, DEX를 처리했을 때, 유의적으로 감소했음을 확인하였다. CTSD와 HSP90AA1은 MCT에의해 증가했지만, DEX에 의한 유의적인 감소는 보이지 않았다. HUVEC세포에서 MCT에 의해 유도된 autophagy가 DEX처리에 의해 완화되는 세포내의 신호전달과 LC3B의 발현 증가도 중요하지만, 핵에서 세포질로의 이동에 관한 보다 깊은 연구도 필요함을 확인하였다. □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성) MCT에 의해 유도된 폐동맥 고혈압 세포 모델인 HUVEC 세포에서 autophagy가 강하게 진행됨을 확인하였고, 이는 DEX의 처리에 완화될 수 있음을 본 연구를 통해 확인하였다. autophagy의 마터인 LC3B가 MCR처리에 의해 해 안에서 세포질로의 tranalocation이 일어남을 확인하였고, DEX에 의해 억제효과가 있음을 확인하였다. 이에 반해 본 연구에서 사용되는 dexmedetomidine의 경우 실제 임상에서 진정 및 진통 목적으로 사용하고 있기 때문에 본 연구결과를 바로 임상에 적용할 수 있다는 장점이 있다. 만약 DEX가 자가포식의 항상성을 유지시킴으로써 폐동맥고혈압의 발생을 억제할 수 있다고 밝혀진다면 DEX의 임상적 사용을 폐동맥고혈압 치료제로까지 확대할 수 있으며, 나아가 발생기전이 유사한 다른 다양한 만성 심혈관질환들(심부전증, 뇌혈관질환, 심근경색, 심부정맥, 뇌졸중, 심혈관계노화) 에도 적용해 볼수 있을 것으로 기대된다. (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 김남오
• 주관연구기관 : 연세대학교
• 발행년도 : 20210900
• Keyword : 1. 덱스메데토미딘;모노크로탈린;폐동맥고혈압;자가포식;항상성; 2. dexmedetomidine;monocrotaline;pulmonary artery hypertension;autophagy;homeostasis;

비공개항목입니다.

• 연구책임자 : 임만성
• 주관연구기관 : 한국과학기술원
• 발행년도 : 20211200
• Keyword :

□ 연구개발 목표 원자력발전소의 피동비상냉각계통의 설계 및 안전성 평가와 관련하여 슬러그 유동의 영향을 고려한 고정밀 벽면 비등 열전달 해석기법에 대한 수요와 연구 필요성이 대두되고 있다. 그러나 기존의 비등 열전달 해석 모델이 가지는 한계로 인하여 CFD 해석을 이용한 열수력 현상 평가가 수행되기 어려웠다. 본 연구에서는 다양한 크기의 증기 기포를 복합적으로 고려할 수 있는 다상 유동 해석기법을 수립하고, 이를 바탕으로 슬러그 기포의 영향을 고려할 수 있는 새로운 방식의 벽면 비등 열전달 모델을 개발하고자 한다. □ 연구개발 내용 본 과제의 연차별 세부 연구개발 내용은 다음과 같다. □ [1차년도] 신규 벽면 비등 열전달 해석 모델 예비 수립 및 타당성 평가 ■ 상용 CFD 코드를 기반으로 슬러그 유동 벽면 비등 열전달 해석 모델 예비 수립 ■ 예비 해석 모델에 대한 Benchmark 해석 수행 및 연구방법론의 타당성 검토 □ [2차년도] Hybrid Multi-phase 해석기법 수립 및 슬러그 기포 액막 거동 평가 실험 ■ Open source CFD 코드 기반의 hybrid Multi-phase 해석기법 수립 및 검증 ■ 슬러그 기포에 의해 형성되는 액막의 역학적 거동을 평가하기 위한 실험수행 □ [3차년도] 신규 벽면 비등 열전달 해석 모델 및 슬러그 기포 액막 거동 상관식 개발 ■ 슬러그 기포에 의해 형성되는 액막의 거동 평가를 위한 역학적 상관식 개발 ■ 슬러그 기포의 영향을 고려할 수 있는 신규 벽면 비등 열전달 해석 모델 개발 □ [4차년도] 신규 벽면 비등 열전달 해석 모델의 타당성/신뢰도 평가 ■ 모델 검증을 위한 benchmark 해석 수행 및 신규 개발 모델의 신뢰도 평가 ■ 개발 기술의 수요기관에 대한 세미나 및 외부테스트 진행, 모델 최종 개발 □ 활용계획 및 기대효과 □ 광범위한 조건의 과냉 비등 열전달 현상에 대한 신뢰성 있는 수치해석 솔루션 제공 □ 과냉 비등 열전달 현상에 대한 수치해석 기법의 기술 수준 향상 및 원천 기술 확보 □ 원전 비상냉각계통의 설계 및 안전성 평가기술 확보를 통한 수출 경쟁력 제고 □ 국내 개발 원전 설계용 CFD 코드에 대한 기술 이전 및 국외 기술 수출 (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 김형대
• 주관연구기관 : 경희대학교
• 발행년도 : 20210600
• Keyword : 1. 슬러그 기포;2상 유동;과냉 비등;전산유체역학;원자력발전소;피동;냉각계통;열수력; 2. Slug bubble;Two-phase flow;Subcooled boiling;CFD;Nuclear power plant;Passive;Cooling system;Thermal-hydraulics;

비공개항목입니다.

• 연구책임자 : 박석원
• 주관연구기관 : 마루엘에스아이(주)
• 발행년도 : 20211200
• Keyword : 1. 하이브리드 티디아이;전하결합소자;시모스 이미지 센서;우주;검출기;화소;방사선;초점면 어레이; 2. Hybrid TDI;CCD;CMOS IMAGE SENSOR;SPACE;DETECTOR;PIXEL;RADIATION;Focal-plane Array;

□ 연구개발 목표 및 내용 ○ 최종 목표 일사량과 배지 수분 함량에 따른 급액 제어 시 급액 기준 설정 ○ 전체 내용 ○ 일사량 비례 급액 제어 시 누적 일사량 기준 설정 ○ 수분 센서를 이용한 급액 제어 시 배지 내 수분 함량 기준 설정 ○ 일사 비례 제어 시 일사량 기준 설정 및 배지 수분 함량 변화 분석 □ 연구개발성과 ○ 일사량 비례 급액 제어 시 딸기 수량은 증가시키면서 수분이용효율을 높일 수 있는 정밀 급액 방법이 필요 - 누적일사량이 100J·cm^-2일 때 급액량이 가장 많으며 생체중 및 건물중이 증가하였으나 수량은 처리별 차이가 없음 - 수분이용효율은 250J·cm^-2 처리구가 높았으나 딸기 생육이 불량 ○ 일사량 비례 제어와 FDR 센서를 이용한 복합 급액 제어는 기상환경 및 근권 환경을 고려하여 타이머 제어보다 더 효율적인 급액방법임 - 복합제어 급액 시 누적일사량 기준 100J·cm^-2일 때 생체중 및 건물중, 생육초기 엽병장,생육후기 엽병장, 엽장, 엽폭 등 생육이 우수하였으며 상품수량, 상품과율 등 품질 양호 ○ 누적일사량 기준 급액 제어 시 재배기간 내 동일 누적일사량 기준을 적용하는 것보다 생육단계에 따라 누적일사량 기준을 변경하는 것이 딸기 생육에 적정 - 생육단계별(200 → 150J·cm^-2) 처리구가 상품 수량 및 상품과율 우수 □ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 ○ 딸기 생육단계별 일사비례제어에 의한 생육 특성 및 배지수분 함량 변화(논문게재) ○ (기술적 측면) 일사 비례 급액 제어 시 일사량 기준을 설정하여 생육 관리에 필요한 자료 제공 ○ (경제적 산업적 측면) 고품질의 과실 생산으로 농가 소득 증진에 기여, 기상환경에 따른 딸기의 생육과 품질 특성을 구명하여 기후 변화에 대응 (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 김소희
• 주관연구기관 : 국립원예특작과학원
• 발행년도 : 20211200
• Keyword : 1. 딸기;급액관리;일사량;수분함량; 2. strawberry;irrigation management;solar radiation;water contents;

□ 연구개발 목표 및 내용 ○ 최종 목표 The aim of this study is to identify a new mechanism with a directly retrograde factor for the DNA damage response under genotoxic environment by mitochondrial fission. ○ 전체 내용 ☞ Mitochondria fragmentation significantly decreased γ-H2AX accumulation under genotoxic environments ☞ The uncompleted γ-H2AX accumulation results from the response to defect in ATM signal in mitochondrial fission cells. ☞ Together, diabetes mimic-condition induced-mitochondrial fission destroyed DNA damage whereas releasing from high glucose restored the amount of γ-H2AX. □ 연구개발성과 Here, we report that the ablation of mitochondrial fusion causes a defect of ATM phosphorylation-dependent signaling in response to DNA damage. Mechanistically, we found that the interaction between mitochondrial fusion machinery (MFN1 and MFN2), Sab (or SH3 binding protein 5-SH3BP5), and JNK are required for JNK activity and nucleus translocation and the subsequent engagement of JNK activation-tethered ATM phosphorylation-dependent DNA damage response. □ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 - 1st Year: Regulation of DDR by mitochondria dynamics under genotoxic environments - 2nd Year: Molecular mechanisms on the cross-talk between mitochondria dynamics and DDR - 3rd Year: Its physiological role in high glucose-induced mitochondria fragmentation model Evaluate the physiological relevance in the DDR. (source : 요약문 2p)

• 연구책임자 : NGUYEN THI KIM OANH
• 주관연구기관 : 아주대학교
• 발행년도 : 20210700
• Keyword :

□ 연구개발 목표 본 연구에서는 정보․통신 및 재료․소재 분야에서 널리 사용 중에 있는 연성회로기판 기술을 원자로열수력 분야에 접목시켜, 열전달 유동 측정 기술을 향상시키고 이를 활용하여 원전안전해석코드 및 전산유체해석코드 성능 평가에 요구되는 정밀 측정을 가능케 하고자 한다. 이를 통해 국내 원자력 안전해석기술 및 안전성평가의 정확도를 향상시키는 것을 본 연구개발의 목표로 한다. □ 연구개발 내용 • 벽면 온도장 측정을 위한 배열형 온도센서 설계 − 적용 유동 조건을 고려한 벽면 온도 측정 센서 개념 개발 − 배열형 온도 센서 설계 − 측정신호 처리장치 설계 • 회로기판 기반 온도장 측정용 배열형 센서 제작 및 시험 − 회로기판 제작 공정을 이용한 온도 측정용 배열형 센서 제작 − 측정신호 처리장치 제작 − 온도 측정 센서 어레이 교정 및 성능 시험 − 물-증기 직접접촉 응축 실험에 배열형 온도센서 적용 • 벽면온도 및 액막 두께 측정용 배열형 복합센서 개발 및 시험 − 안전주입수 우회 실험에 기개발된 액막두께 센서 적용 − 온도 및 액막 두께 센서를 병합한 배열형 복합센서 설계 및 제작 − 막응축 실험에 복합센서 적용 • 전산유체해석코드 및 계통열수력해석코드 검증 − 안전주입수 우회 실험에 대한 전산유체해석코드 및 계통열수력해석코드 검증 − 물-증기 직접접촉 응축 실험에 대한 계통열수력해석코드 검증 □ 활용계획 및 기대효과 (응용분야 및 활용범위 포함) • 물-증기 간 계면열전달, 물-물 간 열혼합이 발생하는 유동에서 벽면 온도에 대한 고정밀 측정을 위한 계측 기법으로 활용 가능. • 빠르게 발전 중인 회로기판 제작 기술을 원자로 열수력에 응용하여 기존 측정 기법의 적용 한계를 극복할 수 있을 것이라 기대됨. • 일반적인 벽면 온도 측정 기법의 한계인 공간 분해능과 대용량 데이터 수집 장치의 필요성을 극복 가능. • 전도도 측정 센서 등 기 개발 유사 센서와의 통합을 통해 다변수 측정 센서로 확장 가능. • 계면열전달 및 열혼합이 발생하는 유동장에서 벽면 온도 정밀 측정 데이터 생산을 통해 계통열수력해석코드 및 전산유체코드 검증 및 개선에 기여. (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 조형규
• 주관연구기관 : 서울대학교
• 발행년도 : 20210600
• Keyword : 1. 온도측정;응축열전달;전산유체해석;계통열수력해석;액막두께 측정;복합센서;측온저항체;연성인쇄회로기판; 2. temperature measurement;condensation heat transfer;computational fluid dynamics;nuclear reactor system analysis;liquid film thickness measurement;compound sensor;resistance temperature detector (RTD);flexible printed circuit board (FPCB);

□ 연구개발 목표 본 연구 개발은 음향 방출 신호를 통하여 실시간으로 계통 내부의 비등 열전달 현상 및 비등 영역을 진단하고, 이를 예측하는 기술을 개발하기 위한 기초 연구를 수행하고자 한다. 이에 다음과 같은 연구 개발 목표를 설정하였다. ○ 음향 방출 신호 측정을 통하여 유동의 비등 열전달 영역, 유동 영역 및 임계 열유속 지점을 진단할 수 있는 기초 연구 수행 ○ Machine-learning을 기반으로 하여 측정된 음향 방출 신호를 바탕으로 실시간 진단 및 대응이 가능한 기본 알고리즘 개발 □ 연구개발 내용 본 연구 과제를 통하여 연구 개발하고자 하는 내용은 다음과 같다. • 비등 열전달 영역별로 측정되는 음향 방출 신호를 데이터베이스화 • 비등 열전달 과정에서 변화하는 유동 영역별 음향 방출 신호를 데이터베이스화 • 비등 열전달의 한계점인 임계열유속 지점에서 발생하는 특징적인 음향 방출 신호를 데이터베이스화 • 개발된 데이터베이스를 기반으로 하는 Machine-learning 기술을 이용하여 음향 방출 신호와 열전달 영역, 유동 영역, 임계 열유속 지점 간의 연관성을 파악 • 개발된 Machine-learning 기술을 통하여 실시간으로 열전달 영역, 유동 영역, 임계 열유속 지점을 진단할 수 있는 체계를 수립 • 수립된 Machine-learning 기반 실시간 진단 체계를 실험적으로 검증 □ 활용계획 및 기대효과 (응용분야 및 활용범위 포함) ○ 열전달 및 유동 영역, 임계열유속과 음향 방출 신호 간의 연관성 파악 및 데이터 베이스화 ○ 직접 계측이 힘든 계통의 비등 열전달 현상을 진단하고 상태를 판별할 수 있는 기술 개발에 필요한 기초 연구 자료로 활용 ○ 진단 기술을 기반으로 한 Machine-learning 기술을 통하여 실시간으로 계통의 상태를 확인하고 적절한 대응을 수행할 수 있는 자동 대응 체계를 수립하는데 기초 연구로 활용 (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 방인철
• 주관연구기관 : 울산과학기술원
• 발행년도 : 20210600
• Keyword : 1. 음향방출 신호 측정;비등 열전달;비등영역 구분;기계 학습;수조 비등;유동 비등;인공 지능;원자력 안전; 2. Acoustic emission signal measurement;Boiling heat transfer;Boiling regime identification;Machine-learning;Pool boiling;Flow boiling;Artificial intelligence;Nuclear Safety;

ㅇ 원전 안전성 강화에 따른 중대사고 환경에서의 기기생존성 평가기술 개발 □ 2022년 승인 예정인 원전 사고관리계획서 대응 목표 □ 사고관리계획서 승인 이후 우선적으로 필요한 시험 대상 및 환경 조사 (사고관리계획서 작성 조직과의 교류 수행) ㅇ 중대사고 기기생존성 평가기술 관련 평가방법론 및 실증 시험설비 개발 □ 수소연소 동반 중대사고 환경 특정(900K, 109 psig) 및 관련 시험설비 개발 □ 실제와 유사한 환경 조성을 위한 빠른 승온/승압 속도 확보에 중점을 둠 (목표: 900K / 60초, 실적: 900K / 15초) ㅇ 소재 단위(비금속재료)의 기기생존성 영향성 분석 □ 열화거동 평가 및 원전사고 환경요소가 기기생존성에 미치는 영향 분석 □ 소재 단위의 기기생존성 평가방법론 제시 ㅇ 중대사고 환경 유로기기 성능평가를 위한 유량계측 시험 및 해석 방법론 구축 (출처 : 요약 3p)

• 연구책임자 : 김대환
• 주관연구기관 : 한국기계연구원
• 발행년도 : 20210100
• Keyword : 1. 중대사고;기기생존성;생존성향상;실증시험;안전등급기기; 2. Severe Accident;Equipment Survivability;Survivability Improvement;Type Test;Safety Related Equipment;