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;

□ 연구개발 목표 본 과제에서는 라그랑지안 기반의 원자로 열유체 및 다물리 해석코드(SOPHIA)를 개발하고, 고해상도 고온가스냉각로(HTGR) 실험데이터를 활용하여 이를 검증하고자 함. 이에 대한 세부목표는 다음과 같다. (1) 고온가스냉각로 사고 시 물리/화학 거동해석을 위한 라그랑지안 모델개발 및 구현. (2) SOPHIA 코드 내 고온가스냉각로 물리/화학 모델통합. (3) 고온가스냉각로 공기/증기유입 현상 고정밀/고해상도 실험데이터 획득. (4) 실험데이터를 통한 코드검증 및 모델개선. □ 연구개발 내용 원자로 안전과 관련하여 물리현상을 정확히 이해하고 해석하는 것은 무엇보다 중요하다. 특히 최근 컴퓨터 기술이 발전함에 따라 복잡한 물리현상을 보다 사실적으로 재현할 수 있는 기술들이 빠르게 발전하고 있다. 이 중 완화입자동역학(SPH)은 대표적인 라그랑지안 기반의 해석기법으로, 복잡한 형상 및 현상을 쉽고 정확히 다룰 수 있어 최근 여러 공학 분야에서 빠르게 발전하고 있다. 본 연구에서는 국내(서울대학교)에서 개발한 SPH 기반의 원자로 열유체 및 안전해석 코드인 SOPHIA 코드를 활용하여 고온가스냉각로의 사고 시 주요현상을 해석할 수 있는 코드를 확장하고, 이를 미국(미시간대학교 외)에서 측정한 고해상도 실험결과와 비교검증을 수행하고자 한다. 본 연구는 다음과 같이 5개의 역무로 나누어 수행된다. (1) 공기/증기유입 종합효과 실험 (미국) ▪ HTGR 공기/증기유입 현상에 대한 종합효과 실험을 통하여 사고 시 유량, 온도, 농도 등의 거시적 파라미터의 시간에 따른 영향을 측정. (2) 유동상실사고 개별효과 실험 (미국) ▪ HTGR 유동상실사고시 국부 유동혼합현상에 대한 개별효과 실험을 통하여 고해상도 속도분포 및 농도분포를 측정. (3) HTGR 해석을 위한 SPH 모델 개발 (한국) ▪ HTGR 사고현상 해석을 위한 SPH 상태방정식, 확산모델, 화학반응모델 등을 개발하고 구현 및 실증. (4) 통합 SOPHIA 코드체계 구현 (한국) ▪ 개발된 모델을 코드 내로 통합하고, 계산성능 및 사용자 환경 개선. (5) 코드 검증 (미국/한국) ▪ 코드해석과 실험결과의 비교를 통하여 코드 검증. □ 활용계획 및 기대효과 (응용분야 및 활용범위 포함) (1) 전산해석코드의 활용방안: ▪ 고온가스로 사고해석 및 현상 분석에 활용. ▪ 지속적인 연구개발을 통해 다양한 분야에 활용범위 확대. (2) 고정밀 실험결과 활용방안: ▪ 다른 코드/방법론 검증 또는 물리모델 개발을 위한 기초데이터로 지속적인 활용. (3) 기대효과: ▪ 안전해석 기술 향상, 전통적인 안전해석 기술 보완, 현상에 대한 깊은 통찰력, 원자로 안전성 향상, 해석 코드의 상용화, 관련분야의 국가적 리더쉽 확보 및 전문 인력양성 등의 기술적, 경제적 효과 기대. (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 김응수
• 주관연구기관 : 서울대학교
• 발행년도 : 20211200
• Keyword : 1. 고온가스냉각로;공기유입;증기유입;완화입자유체동역학;라그랑지안;전산유체역학;다물리;고해상도; 2. HTGR;Air Ingress;Steam Ingress;SPH;Lagrangian;CFD;Multi-physics;High-Resolution;

○ 연구개발목표: 치료불응성 및 진행성 신경내분비종양 환자에서 펩티드수용체 방사핵종치료의 비임상 및 임상 1상 시험 진행 ○ 연구개발내용 1. 비임상 시험 수행 및 의약품 임상 1상 시험 계획승인 1) 방사성동위원소치료제의 약동학 및 약력학 확인 2) 방사성동위원소치료제에 대한 안전성은 GLP인증기관인 서울대병원 의생명연구원 임상연구센터에 의뢰하여 독성평가 시행 3) 치료 프로토콜 확립 및 방사선안전관리규정에 따른 방사핵종치료시설 구축 4) 비임상 유효성 및 안정성 평가 자료 확보 및 분석 5) 희귀질환자 대상 개발단계 의약품 치료목적 사용 승인 6) 제1상 임상시험계획 승인 2. Lu-177 기반 치료용 방사성의약품 생산 시스템 구축 및 생산허가 획득 1) 약품 제조 및 품질관리기준(Good Manufacturing Practice, GMP)을 충족하는 방사성의약품 생산시설 확보 2) 본 연구에 참여하는 ㈜카이바이오텍은 ‘Lu-177을 이용한 치료용 방사성의약품 생산 시스템’ 구축하여 원자력안전기술원의 방사선 취급 시설 인허가를 확보하고 식품의약품안 전이 기준을 충족하는 치료용 방사성의약품 GMP를 갖추고 Lu-177 치료제 생산 허가 획득하는 것을 목표로 함 3) Lu-177 기반 치료용 방사성의약품 생산 및 공급 4) Lu-177 기반 치료용 방사성의약품 질 관리(QC) 3. 안전성 평가를 위한 임상 1상 시험 수행 및 의약품 임상 2상 시험 계획승인 1) 치료불응성 및 진행성 신경내분비 종양환자 대상 펩티드수용체 방사핵종치료 1상 임상시험 수행 2) 방사성동위원소치료제의 안전성과 내약성 평가를 통해 최대내약용량(MTD) 결정 3) 제1상 임상시험을 통한 안전성 평가 자료 확보 및 구축 4) 이를 통해 제2상 임상시험에서의 권장용량(RP2D)을 결정 5) 앞선 자료들을 근거로 제2상 임상시험계획 승인 신청 및 확보 ○ 연구개발성과 및 활용방안 1. 국내 최초 방사성의약품 표적 치료제 임상시험: 방사성의약품 표적 치료제에 대하여 일관 사항을 최초로 수행하는 임상시험으로 기술 및 임상적용에 대한 방법 및 절차와 실제를 수행하는 교본이 됨. 다양한 기관에 관련 노하우를 전수함. 전립선암, 유방암 등과 같은 환자가 많은 질환을 대상으로 점차 관련 기술을 확대하여 향후 사업성 제고 및 확장에서 유리한 고지를 선점함 2. 방사성동위원소 치료제 시장 주도: Lu-177은 반감기가 긴 동위원소이며 현재는 미국과 유럽에서 수입을 하고 있으나 기장 연구로에서 생산하면 중국과 일본을 비롯한 인근 아시아 지역에 수출이 가능하여 의료 수출이라는 부가가치를 창출할 수 있을 것으로 기대됨 3. 방사성동위원소 치료 프로토콜 및 시설 구축: 방사성동위원소 치료제를 다양화하고 더 많은 환자에게 치료 기회를 제공하는 데 있어 선도적인 역할을 하고 있으며 계속 새로운 치료가 시도되고 개발되고 있는 방사성의약품 테라노스틱스에 대한 임상시험 유치, 진료 확산에 활용 가능함. 4. 방사성동위원소 표지 합성신약 개발 합성플랫폼과 제조기술 확보: 우리나라에 세계 최고수준의 방사성동위원소 생산 인프라가 건설되고 있으므로 이를 적극적으로 활용하여 새로운 가치를 창출하고 4차 산업의 새로운 성장 동력으로 활용 가능함. (출처 : 요약문 5p)

• 연구책임자 : 천기정
• 주관연구기관 : 서울대학교
• 발행년도 : 20211200
• Keyword : 1. 신경내분비종양;펩티드수용체 방사핵종치료;루테슘 177 도타테이트; 2. Neuroendocrine Tumor;Peptide Receptor Radionuclide therapy;Lu-177 DOTATATE;

연구의 목적 및 내용 • 본 연구의 최종 목표는 다양한 만성 간 손상 시 간장에 존재하는 간 성상세포 및 대식세포에 영향을 미치는 Srxn1 및 cyp1b1의 역할을 규명하여 최종적으로 간 손상에 대한 치료제 개발에 대한 귀중한 기초자료 확보 및 치료 방안을 강구하는 데 있음. 연구개발성과 • 세포 특이적 마우스 모델 확립 - 간 성상세포 특이적 Srxn1 결핍 마우스 제작 - 대식세포 특이적 cyp1b1 결핍 마우스 제작 • Srxn1이 간 성상세포 활성화 및 간 섬유화에 미치는 영향 확인 - Srxn1 siRNA, Cre-LoxP 시스템을 활용한 gene knockdown 기법을 활용하여 Srxn1이 knockdown된 간 성상세포에서 세포 활성화 및 섬유화 반응이 감소되는 결과를 확인함. - 간 성상세포 특이저 siRNA 전달 시스템을 활용, 간 성상세포의 Srxn1의 발현이 감소된 경우 간 섬유화의 중증도가 증가하는 결과를 확인함. • Srxn1의 타깃 단백질 탐색 및 이를 통한 분자적 기전 파악 - 기존 보고된 Srxn1 타깃 단백질을 활용하여 분자적 기전을 증명 - IP assay를 통하여 새로운 Srxn1 타깃 단백질을 탐색 • Cyp1b1이 대식세포 M1/M2 polarization 및 관련 대사작용에 미치는 영향 확인 - Cyp1b1이 결핍된 대식세포에서 M2 polarization이 감소하는 결과를 확인함. - M2 polarization 관련된 미토콘드리아 산화적 인산화 역시 cyp1b1이 결핍된 마우스에서 감소한 결과를 확인함. • 대식세포 cyp1b1이 비알콜성지방간염의 발병 및 진행에 미치는 영향 확인 - in vitro 비알콜성지방간염 모델에서 간세포와 대식세포를 공동배양한 결과 cyp1b1이 결핍된 대식세포와 공동배양한 그룹에서 팔미트산 처리에 의한 세포 손상이 현저히 증가하는 결과를 확인함. 연구개발성과의 활용계획(기대효과) • 동물 실험에 기반을 둔 실제적인 결과는 임상 응용이 용이한 연구로 향후 치료에 적용 - 다양한 실험동물 모델 및 유전자 변형 동물 모델은 국내 관련 연구 발전에 적용 가능하며 동물 실험에 기반을 둔 결과들은 실제적인 결과로 임상 응용이 용이한 결과이기 때문에 향후 현장 적용에 유리함. • 세포 특이적 역할 규명을 바탕으로 질환 제어 기술 및 치료 기술 도출 - Srxn1 및 cyp1b1의 간 질환에서 세포 특이적 역할 규명을 바탕으로 이러한 인자들의 상용화된 조절물질들(저해제 혹은 촉진제)의 적용 영역을 넓히고, 최종적으로 다양한 간 질환을 제어할 수 있는 치료제로 repositioning함. (출처 : 요약문 4p)

• 연구책임자 : 김종원
• 주관연구기관 : 전북대학교
• 발행년도 : 20211200
• Keyword : 1. 간 성상세포;대식세포;간질환; 2. Srxn1;Cyp1b1;Hepatic stellate cell;Macrophage;Liver disease;

연구개요 항암 방사선치료는 최근 가속화된 치료기기 및 치료계획의 기술적인 발달으로 적용범위 및 치료 효율이 크게 향상되었으나 일부 암환자에서의 방사선 치료 저항성과 치료 후 재발 및 전이는 방사선 치료에 있어서의 큰 제한요인임. 본 연구진은 방사선 치료 저항성의 가장 큰 요인인 종양저산소증 및 이로 인한 종양미세환경 변화를 개선하고 항암면역반응 증가를 통한 암의 완치율 향상을 위하여 최근 주목받고 있는 나노기술 기반 방사선 병행치료제를 디자인 하였으며 이를 통하여 방사선치료의 효용성을 개선하고, 방사선 유도 항암면역반응의 기전을 이해하여 새로운 면역-방사선 치료의 가능성을 제시하고자 함. 연구 목표대비 연구결과 연구의 최종 목표 달성을 위해 다음과 같은 세부 목표를 설정하였고 연구 결과를 얻었음. 1. 실험모델/조건 확립 및 최적화 - 종양성장 및 abscopal effect 확인을 위한 면역적격 Hepa1-6 간암 종양 마우스 모델 확립 - 실험을 위한 최적의 방사선량 확인 및 저산소 방사선 조사 실험 셋업 2. 종양 저산소증감소 복합 나노입자의 획득 및 방사선 감작 효과 확인 - MnFe2O4 나노입자(MFN) 제작 및 Hepa1-6간암세포주에서의 방사선감작효과 in vitro와 in vivo에서 확인 3. 면역방사선치료 관련 실험조건 확립 - Abscopal effect 확인을 위한 2-tumor 동물모델 및 유세포 분석 조건 확립 4. Hypoxia 감소 기능성 나노입자에 의한 방사선 감작 효과 확인 - MFN 및 방사선 조사에 의한 종양성장억제와 hypoxia 감소 관련성을 in vitro와 in vivo에서 확인 5. 항원포촉 나노입자(AC-NPs)를 이용한 면역방사선 치료 - 항원포촉 나노입자(MSN)에 의한 방사선 치료 증진 효과 in vivo 확인 6. 저산소증감소 나노입자에 의한 종양 면역 치료 효과 변화 확인 - MFN 처리에 의한 종양세포의 PD-L1 감소 및 종양 조직 내 T-cell 활성 변화 확인 7. 인공면역 나노입자를 이용한 면역-방사선 치료 효과 확인 - MFN-MSN 복합 나노입자 제작 및 성능 평가 확인 연구발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) 면역관문억제제를 이용한 면역치료는 암치료의 패러다임을 크게 변화시키고 있으나 반응률이 낮기 때문에 방사선 치료 등이 병용 요법으로 각광받고 있음. 본 연구 과제의 결과물은 항암방사선치료의 가장 큰 장애요인 중 하나인 종양저산소증을 효과적으로 극복하고 정상조직의 영향을 최소화하면서 방사선치료효과를 극대화할 수 있는 새로운 방사선 병행치료제 개발의 중요한 이론적 근거를 제시함. 면역의 인위적인 활성과 종양 저산소증감소가 동시에 가능한 나노입자와 방사선의 병행치료는 기존의 화학-방사선요법이 가진 부작용을 억제하고 항암제의 용량 및 방사선 선량의 자유도를 높여 암환자의 완치 및 생존율을 높일 수 있는 새로운 대안이 될 수 있을 것으로 기대됨. 개발된 플랫폼은 향후 다양한 암종에서 개발중인 면역항암제 또는 방사선감작제의 방사선-면역 치료 효능 검증을 위해 적극 활용될 것으로 기대됨. (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 박희철
• 주관연구기관 : 성균관대학교
• 발행년도 : 20210300
• Keyword : 1. 면역-방사선치료;종양저산소증;면역엔지니어링 나노입자;항암면역반응;종양미세환경; 2. Radio-immunotherapy;Tumor hypoxia;Immune-enginering nanoparticle;Antitumor immune response;Tumor microenvironment;

연구개요 본 연구팀의 사전예비연구 결과 TRBP는 신경교종세포에서 cancer stem cell의 형성과 증식을 촉진하고 암줄기세포의 활성에 중요한 STAT3의 인산화를 촉진한다는 것이 밝혀졌다. 이는 TRBP가 암줄기세포의 생성과 증식 과정에서 중요한 역할을 하고 있으리라는 것을 암시하는 것이다. 본 연구에서는 STAT3를 포함하는 암줄기 세포 형성에 관여하는 다양한 세포내 신호전달체계와 TRBP 활성간의 관계를 규명하고, TRBP의 발현조절로 암세포의 증식과 전이를 억제할 수 있는지 조사하였다. 이 결과 TRBP가 miRNA biogenesis 비의존적으로 STAT 신호체계를 활성화하여 암세포의 증식, 이동과 침윤 작용을 증진시키며 TRBP의 발현을 억제했을 때 암의 활성을 억제할 수 있음을 관찰하였다. 연구 목표대비 연구결과 ◾ TRBP 유전자 발현 저해 시스템을 구축함 ◾ 효과적인 유전자 전달을 위한 고농축 레트로바이러스 벡터 제작 ◾ Wound healing assay를 이용한 TRBP에 의한 신경교종세포의 migration 증감여부를 조사함 ◾ Invasion assay를 통해 TRBP에 의한 신경교종세포의 침윤 능력 변화를 조사함 ◾ TRBP 발현이 암줄기세포(cancer stem cell)의 줄기세포능(stremness)에 미치는 영향을 조사함 ◾ TRBP 발현에 따른 STAT 신호체계의 하위 표적유전자 발현 변화를 분석함 ◾ TRBP 발현 변화에 따른 STAT 인산화 수준 변화를 분석함 ◾ Nuclear fractionation 기법을 이용하여 TRBP에 의한 STAT의 핵으로의 이동 변화를 관찰함 ◾ TRBP의 RNA 결합능력과 암줄기세포 특성증진 사이의 연관성을 분석함 ◾ TRBP의 암줄기세포 특성 증진이 Dicer/miRNA biogenesis 의존적인지 분석함 ◾ dnMaml1을 이용하여 Notch 신호체계와의 crosstalk 여부를 분석함 ◾ 면역결핍 동물모델을 이용하여 TRBP가 뇌로 이식된 신경교종세포의 증식과 침윤에 미치는 영향을 조사함 연구발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) ◾ TRBP 단백질의 활성억제, TRBP 유전자에 대한 발현 저해제, small molecule 등의 개발을 통해 glioblastoma와 같은 치명적인 뇌암의 증식을 억제하는 치료제 개발에 대한 과학적 지식을 제공할 것임 ◾ 즉, 악성 뇌종양에 대한 새로운 치료 접근 방법의 도출이 가능하여, TRBP와 상호작용하는 새로운 ligand의 탐색, TRBP의 발현을 조절하는 기술 등의 약물개발 연구가 진행될 것임 ◾ TRBP의 발현 패턴을 분석해 보면 다양한 조직에서 발현되는 것을 알 수 있음. 이는 TRBP가 본 연구의 암모델인 뇌암뿐 아니라 다른 종류의 고형암, 혈액암 등의 증식에도 영향을 미치고 있을 것이라는 것을 예상할 수 있어, 뇌암에서 시도될 항암요법들이 다른 암종의 경우에도 그대로 적용될 수 있으리라는 것을 위미함 (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 윤기정
• 주관연구기관 : 성균관대학교
• 발행년도 : 20210300
• Keyword : 1. 암줄기세포;스탯3;뇌암; 2. Cancer stem cells;STAT3;Brain cancer;

□ 연구개발 목표 해체 비용의 30%∼40%을 좌우하는 해체 엔지니어링 기술 및 해체폐기물 처리기술 분야와, 해체 부지 복원분야에 대해서 세계적으로 아직까지 기술이 정립되지 않은 핵심 요소기술에 대해 국내 전문성 있는 대학 및 연구기관과 연대하여 독창적 원천 기반기술을 개발하고, 해체 산업에 요구되는 전문인력 양성 및 관련 산업의 인프라를 구축함. □ 연구개발 내용 ∙ 부지 환경 복원을 위한 지하수 수중 저준위 방사능 모니터링 기반기술 구축 - 섬광체를 활용한 해체 부지 수중 방사능 측정 기술 개발 - 현장에서 적용가능한 전처리 및 계측 시스템 개발 ∙ 확률론적 인지기법을 이용한 원전 해체 위험도 평가기법 및 저감화 기반기술 개발 - 고방사능 시설 해체공법 휴먼에러에 의한 안정성 평가 - 위험도 저감화 기반기술 개발 ∙ 난처리성 제염폐액 처리 나노복합체 제조 원천기반 기술 및 처리 신공정 개발 - 제염폐액 내 계면활성제, 착화제의 분리 및 처리기술 - 제염폐액 내 핵종제거를 위한 흡착 유기구조체신소재 제조 및 처리기술개발 ∙ 방사성핵종의 선택적 제거를 위한 차세대 자가추진 마이크로모터 원천기술 개발 - 친환경성 마이크로/나노 추진체 개발 - 방사성 핵종/유기물 제거를 위한 마이크로/ 나노모터 개발 ∙ 제염해체 및 환경복원 산업 전문인력 양성 및 학연간 기술교류 협력체계 구축 - 제염해체 기술 교재 개발 및 제염해체 기술 역량 보유 멤버십 기업 맞춤형 교육 - 제염 해체 관련 인력 파견, 학부/대학원 강의 개설 - 세부 과제별 기술정보 교류: 주기적 연구발표회 및 세미나 개최 □ 활용계획 및 기대효과 ∙ 제염 해체 과정 중 오염물질 현장 누출감시 및 해체 부지의 환경복원 후 중장기적 방사능 오염물 확산 감시에 활용 ∙ 확률론적 인지기법을 이용한 인적오류평가 기술 적용으로 원전해체 안전성을 증진시키고 이해관계자들에게 안전성을 효과적으로 설명할 수 있는 기초 자료로 활용함. ∙ 국내외 원전해체 안전성평가 수행, 관련 절차서 작성의 기본 자료로 활용되며, 또한 해체엔지니어링 분야의 기술력 제고에 기여함. ∙ 원자력시설의 해체시 다량발생하는 난처리성 제염폐액을 처리하기 위한 기반기술로 활용하며 국내 고유의 폐기물처리 기반 기술 확보를 통한 국가경제 이바지함. ∙ 자가추진 마이크로모터 기반의 차세대 방사성 폐액처리 기술 확보로 고방사성 해체폐기물 및 지하수 복원기술로 적용이 가능하여, 후쿠시마 원전사고와 같은 대형 원전사고시 발생되는 대량의 방사성 오염수 처리기술로 활용 ∙ 제염 해체 관련 기관간의 기술 교류 및 교육 기회 제공을 통한 전문 인력양성을 통하여 제염 해체 산업 발전에 직접적으로 활용함. (출처 : 요약문 3p)

• 연구책임자 : 김희령
• 주관연구기관 : 울산과학기술원
• 발행년도 : 20211000
• Keyword : 1. 제염 해체;방사능 모니터링;폐기물 처리;위험도 평가;피폭 저감화;나노섬유;마이크로 모터;인력 양성; 2. Decontamination/dismantling;Radioactivity monitoring;Waste treatment;Risk assessment;Reduction of exposure;Nanofiber;Micromotor;Manpower training;

□ 연구개발 목표 본 연구의 목표는 원전 이종금속용접부, 니켈기 합금 용접재에 대한 환경피로시험을 수행하고, 이를 바탕으로 확률론적 환경피로 수명평가 예측모델을 개발하는 것이다. □ 연구개발 내용 1. 니켈기 합금 용접재 환경피로시험 수행 - 환경피로시험을 위한 이종금속용접시편 제작 및 시험장치 구축 - 이종금속용접시편 미세조직분석 및 환경피로시험 수행 - 환경피로시험 수행 및 시험편 파단기구 분석 2. 확률론적 수명평가 예측모델 개발 - 기존 니켈기 합금 용접재 환경피로 관련 선행연구문헌조사를 통한 end-of-life 데이터 기반 모델 추정 - 본 연구에서 생산한 피로시험 데이터를 활용한 각 시험조건별 time-series 데이터 기반 모델링 - 본 연구에서 생산한 피로시험데이터를 모두 종합적으로 고려한 damage-index 기반 모델링 □ 활용계획 및 기대효과 (응용분야 및 활용범위 포함) 본 연구를 통해 생산된 니켈기 합금 용접재의 피로시험 데이터는 원전 규제지침 및 설계를 위한 기초 데이터로 활용가능하다. 또한, 가동 중인 원전의 용접부 피로수명 마진 정량화 및 best-estimate 예측을 위한 데이터로 활용이 가능하다. 지금까지 니켈기 합금 모재에 비해 용접재에 대해 수행되었던 환경피로 데이터가 상대적으로 부족했던 만큼, 본 연구에서 생산된 52M/152 용접재 피로수명 데이터가 중요하게 쓰일 수 있으리라 판단된다. 본 연구에서 개발된 피로수명 관련 모델들의 경우에는, 직접적으로 규제지침 및 설계에 반영되기 보다는 기존 환경피로수명 모델(즉, ASME 피로설계곡선과 environmental correction factor)의 보수성을 정량화하여 확인하는 용도 및 실제 발전소 운전 이력을 통한 피로수명의 best-estimate을 구하는데 활용가능할 것이다. 특히, LSTM network 모델 방법론은 금속 구조재료의 종류와 관계없이 적용 가능하므로 원자력 분야뿐만이 아니라 일반적인 재료의 피로 연구 분야에서도 활용될수 있을 것이다. (출처 : 요약문 3p)

• 연구책임자 : 반치범
• 주관연구기관 : 부산대학교
• 발행년도 : 20211200
• Keyword : 1. 이종금속용접부;니켈기합금용접재;합금 52M/152;환경피로;수명예측;Weibull 분포;손상 지수; 2. Dissimilar metal weld;Ni-base alloy welds;Alloy 52M/152;Environmental fatigue;Life estimation;Weibull distribution;Damage index;LSTM;

Ⅴ. 결론 및 정책적 시사점 1. 적응역량 강화 방안 및 정책적 시사점 ❏ 개별 리스크 관리를 위한 적응정책과 더불어 사회·경제 시스템의 취약성을 개선하는 적응역량 강화가 필요 ㅇ 야외근로자 대상의 폭염 대응 정책이 지속적으로 진행되어야 하며, 관련 법제화 등을 통해 다양한 폭염 대응 정책을 통해 근로시간 단축 및 휴식 보장 등이 시행되어야하고, 업종별 야외근로 형태가 상이함에 따라 맞춤형 정책 고려 필요 ㅇ 소비자들이 신뢰할 만한 엄격한 기준을 바탕으로 소비효율등급을 부여하고, 지속적인 점검을 통해 최신 에너지 사용 기술 및 현황을 반영한 등급 기준 적용 필요 ㅇ 극한기후에 대비한 에너지 인프라 투자가 필요하며, 가스파이프라인의 내한설비 보완, 화력발전소 및 원자력발전소 등의 냉각효율 개선을 통해 이상기온 현상에 대처하고, 극한기후를 고려한 유연성 자원 및 에너지 저장설비 확보 필요 ㅇ 홍수 대응력 강화 측면의 정책 방향은 치수시설 역량 강화를 위한 소하천 정비와 하수관로 관리를 시행하고 점진적인 수자원 인프라의 확충, 자연형 홍수 대응력 강화정책으로 저영향개발 기술의 보급 및 확산 필요 ㅇ R&D 결과의 확산 및 현장 적용을 위한 정책 필요 ㅇ 기후 리스크의 인과관계와 기여 요인을 분석하고 이에 대한 적응정책의 효과 분석을 통해 맞춤형 대책 수립 및 적응역량 강화를 위한 사회 전반적인 노력 필요 (출처 : 요약 10p)

• 연구책임자 : 채여라
• 주관연구기관 : 한국환경연구원
• 발행년도 : 20211200
• Keyword : 1. 극한기후;경제적 정량화;기후변화 모형;기후변화 적응; 2. Extreme Climate;Economic Quantification;Climate Change Model;Climate Change Adaptation;

□ 연구개발 목표 및 내용 ■ 최종 목표 우주계층 고도 90-km에서 300-km 까지 하부열권에서 임무를 수행하는 군집비행 큐브위성들 사이에서 통신네트워크를 구축하기 위한 큐브위성 안테나 모듈에 관한 핵심기술을 연구함 ■ 전체 내용 1. 자기장 루프전류원천을 이용한 평판형 무지향성 안테나 기술 연구 2. 접지면 슬롯 합성기술 최적화 및 재구성 안테나 기술 연구 3. 큐브위성 플랫폼 기반의 다중대역 및 안테나 소형화 연구 4. 안테나 집적화 및 집적화에 따른 성능열화 분석 5. 큐브위성 플랫폼 기반의 안테나 구조 최적화 연구 6. 군집 큐브위성 안테나 모듈 집적화 구조 연구 □ 연구개발성과 <정량적 성과> 국내외 전문학술지: SCI 7편 및 비SCI 4편 게재 국내외 학술발표댇회: 국제학술발표 8회 및 국내학술발표 15회 (우수논문 수상1회) 박사후 연구원 1명, 학사 1명, 석사 1명 인력양성 <정성적 성과> 우주계층 군집 큐브위성 통신네트워크 구성을 위한 안테나 모듈에 관한 연구완료 평판형 무지향성 안테나 설계, 제작, 공정 및 측정기술 확보 위성탑재체에 적용이 가능한 평판형 무지향성 안테나 기술 확보 빔포밍 안테나 시스템 적용을 위한 X/Ku/Ka/W대역 배열안테나 연구 완료 미국 텍사주의 위성안테나기업 ViaSAT, Orbital사 및 UTA 등과 연구협력체계 구축 유럽우주국(eesa)과 Contec Space(룩셈부르크)사와 우주위성 연구협력체계 구축 □ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 군집비행 큐브위성 개념을 저궤도 군집위성 개념으로 확장하여, 국가위성사업 및 민간주도의 위성통신사업에 필요한 위성간 통신 및 지상국 수신관제에 필요한 안테나 기술로 확장하여, 다중안테나 기반의 다중대역 다중 빔포밍 기술로 확장하여 원천기술확보를 통한 기술이전 및 기술사업화가 예상됨. 위성탑재체에 적용하기 위한 위성안테나 기술기업과 저궤도 군집위성의 수신관제를 위한 지상국 안테나 시스템 기술기업과 동시 협업을 통해 5G 입체통신 및 6G 이동 및 위성통신으로 통합시스템 적용연구가 필요함. 저궤도 군집위성에 필요한 전력시스템과 이동통신에 적용하기 위한 초소형 빔포밍 안테나 기술에 적용된 개인이동통신단말기 등에 적용이 가능한 심화연구가 필요함. (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 표성민
• 주관연구기관 : 한밭대학교
• 발행년도 : 20211100
• Keyword : 1. 큐브위성;군집위성;저궤도;안테나;무지향성; 2. CubeSat;Satellite Constellation;Low Earth Orbit;Antenna;Omnidirectional radiation;