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    2020.05.31

    □연구개요 Tidal disruption events (TDEs) are a clue to understanding the nature of astrophysical black holes and their role in the Universe. A star approaching a supermassive black hole (SMBH) is ripped apart at the tidal disruption radius, where the tidal force of the SMBH dominates over the self-gravitating force of the star. After the star is disrupted, the subsequent super-Eddington accretion of stellar debris falling back to the SMBH produces a characteristic flare lasting several months. There are several scientific motivations for studying TDEs: First, TDEs work as best probes of quiescent SMBHs at the centers of distant inactive galaxies (~100 Mpc away from the earth), because such dormant SMBHs exist in their poor gas environment and are too far to be identified by observations of the proper motion of stars around them. Second, TDEs provide a good laboratory to test general relativistic (GR) effects; e.g., exploring new TDE physics by detection of gravitational wave (GW) emissions at the disruption and measuring SMBH masses and spins. Third, TDEs will give a good opportunity to find fingerprints of intermediate-mass black holes (IMBHs), merging binary IMBHs/SMBHs, and isolated, recoiling IMBHs/SMBHs. Finally, multi-messenger observations of TDEs are possible in the near future thanks to the rapid progress of gravitational wave and cosmic-ray/neutrino astronomy. Nowadays, growing observational evidence for tidal disruption events (TDEs) more positively motivates astronomers and astrophysicists to find more TDE candidates and explore the physics of TDEs. The main purpose of this project is the following three: one is to examine whether one can test the theory of GR through the TDEs. The second purpose is to explore the origin of the diverse phenomena in TDEs. The final purpose is to study the high-energy particles from the TDEs. Therefore, I proposed the following three research themes. The first theme is motivated by the unclear relationship between the observed luminosity and the bolometric luminosity being proportional to the mass fallback rate. This problem would be resolved by performing the radiation hydrodynamics (RHD) simulations. Therefore, I have tried to incorporate the radiative transfer into the Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH) code I have ever developed. For simplicity, I will solve the RHD equations by using the flux-limited diffusion (FLD) approximation in the SPH formalism. Because most cases of the stellar tidal disruption can be optically thick, the FLD approximation should be justified. However, Since my collaborator, Prof. Matthew Bate has already developed the code of SPH with radiative transfer (called SPHNG code) in much more sophisticated way, since then I have used SPHNG to make a star composed of the optically thick gas by comparison with a polytropic star. The goal of the project is to incorporate GR corrections into the SPHNG code and then is to obtain the light curves and some radiation properties from the newly developed RHD simulations with GR corrections. I expect this would make it possible to compare with observations directly. The second theme is to study the effect of stellar density profiles and orbital properties on tidal disruption flares. This topic is divided into two parts. One is to investigate how the stars plunge into the tidal disruption radius and its entering rate by using N-body simulations. Another part is to examine how the mass fallback rate can change depending on the stellar orbits. While the first half of the topic has been done with international collaborators, the last half of the project was mainly done by a student of mine whose name is Park GwanWoo. The final theme is to examine the possibilities to produce the high-energy particles: protons, neutrinos, and gamma-rays from the shocked region and an accretion disk around an SMBH after tidal disruption of a star. □연구 목표대비 연구결과 First of all, I briefly review each topic and then describe our accomplishments for them. 1. Inclusion of the Post-Newtonian forces in the RHD code Stars orbiting a SMBH at the center of a galaxy have the potential to pass too close and be disrupted by the SMBH’s overwhelming gravitational force relative to the self-gravity of the star. The disrupted star fallbacks to the black hole and is accreted via the accretion disk, producing the optical to UV flaring or the Jets during the several months. As the pericenter distance is closer to the Schwarzschild radius of the SMBH, the debris significantly changes the trajectory of the gas flow by general relativistic apsidal precession. This triggers the strong shock dissipation to convert the orbital energy into thermal energy by a collision between the debris head and tail, naturally leading to an accretion disk formation, although the detailed dissipation mechanism is still under debate. However, we have never done the RHD simulations of a tidally disrupted star by the SMBH in the wide dynamical range from the pre-tidal disruption to post-tidal disruption. In this research, we have tried to include the PN forces into the RHD code and examine the effect of the radiation pressure on the debris circularization. I have been successful in including the PN forces into the pure SPH (Phantom) code to test whether it works well or not. The relativistic apsidal motion obtained by the test particle code is in good agreement with that of the Phantom code. However, I have not yet completed including them into the SPHNG code. 2. Effect of stellar density profiles and orbital properties on bolometric light curves in TDEs TDEs provide evidence for quiescent SMBHs in the centers of inactive galaxies. TDEs occur when a star on a parabolic orbit approaches close enough to a SMBH to be disrupted by the tidal force of the SMBH. The subsequent super-Eddington accretion of stellar debris falling back to the SMBH produces a characteristic flare lasting several months. It is theoretically expected that the bolometric light curve decays with time as proportional to the five-third power of time. However, most of the observed X-ray light curves deviate from the theoretical decay rate, although a few of them are overall in good agreement with the theoretical one. Therefore, it is required to construct the theoretical model for explaining these light curve variations consistently. Two sub-topics have been studied. One is to study how the event rate of TDE can change depending on the stellar orbit. We have examined it by using N-body experiments. Our paper about this sub topic has been published in Astrophysical Journal. In another work, we have revisited the mass fallback rates semi-analytically by taking account of the stellar internal structure and orbital properties: the orbital eccentricity and the penetration factor, which is the ratio of the tidal to pericenter radii. Also, we have compared them with the numerical hydrodynamic simulations. We find that the mass fallback rates are, independently of the value of the polytropic index, shallower than the standard decay rate. In addition, the stellar orbital types affect only on the magnitude of the mass fallback rate. The hydrodynamic simulations suggest that the penetration factor is crucial to the spread energy allocation at the tidal disruption. We have also discussed whether and how the derived curves fit the observed ones. Our paper about this topic has been accepted for publication in Astrophysical Journal. 3. Low-mass star to planet formation around the SMBHs in TDE context Recently, it has been suggested that the star cannot completely be disrupted but partially disrupted, if the black hole tidal force is slightly weaker than the self-gravitating force of the star acting against the gas pressure. The fallback rate of the partially disrupted star would be different from the complete disruption case. One of important physical parameters to cause the partial disruption is the penetration factor, which is the ratio of the tidal disruption radius to the pericenter distance. The other is the stellar density profile. However, there has so far been little known about it. In addition, the stellar debris may re-collapse if the self-gravitating instability is triggered by the entropy change of the debris, leading the formation of the lower mass star to planet-size objects around the SMBH. This should be striking because the standard theory of the star cluster formation with the central massive black hole has suggested that there might be few low mass stars close to the SMBH. The plan of this research project is as follows: (1) to examine the physical condition to cause the partial disruption (2) to examine the possibility of the low mass star to planet formation around the SMBHs through the TDEs. We have tested them by performing three-dimensional (3D) radiation hydrodynamic (RHD) simulations of stellar tidal disruption. Our paper about this topic has been submitted (arXiv:2001.04172). 4. High-energy emissions from TDE disks TDEs are the flaring events caused by the interaction between a star and an IMBH or SMBH. Recently, this research field is rapidly growing because of the discovery of many TDE candidates, has been studied by many authors in the range of the optical-to X-ray wavebands. However, it has been little known that how much high energy particles are produced during the TDEs, except for those from the Jetted TDEs. In addition, It is expected that the neutrinos originating from TDEs will be detected by IceCube near future. We have examined the mechanism to produce the neutrino and gamma-ray emissions from the TDEs, and found these emissions can be produced from the accretion disk during TDEs. It suggests that there is the possibility to know the physical status of the accretion flow in TDEs by using the high-energy emissions. Our paper about this topic has been published in Astrophysical Journal. □연구개발결과의 중요성 We have proposed the four main research projects above. The scientific discovery obtained through our projects would be summarized as follows: (1) to know the detail of GR effects of tidal disruption of a star would be useful to test Einstein's theory of GR in the strong gravity. (2) the stellar orbital properties and the density of the star can change the flaring pattern of TDEs. This suggests that TDEs give a signpost to explore the distribution of stars in a galaxy. (3) the possibility of the planet to low-mass stars orbiting around an SMBH, which can be caused by TDEs. This is a clue to explore whether an extraterrestrial life exits around an SMBH and what ecology they could have if exists (4) the detection of GW and high-energy cosmic-ray/neutrino emissions from TDE objects will open multi-messenger astronomy of TDEs. In general, as you can see, black hole environments are most exciting to the general public. On April 10, 2019, “Shadow” of the SMBH in the center of M87 was detected with Event Horizon Telescope (ETH). EHT is the project to capture an event horizon of an SMBH (precisely speaking, it is a radius of the photon sphere of the SMBH) with mm to sub-mm radio wavebands by using Very Long Baseline Interferometry technique (VLBI). This was big science news because mankind obtains the first-ever direct image of a black hole. Now, one has scientifically demonstrated that an SMBH has the event horizon. This is a big scientific step because the event horizon will be treated for any astronomical and astrophysical arguments as known, although some physical properties of the event horizon remain unclear. A star is falling closer to the event horizon of the SMBH so that it is tidally disrupted. The tidal disruption of a star by an SMBH can release energy up to some fraction of the rest mass energy of the star; ~2×1054erg/s for a solar-type star. It has been observed as a transient, explosive flaring event, that is, TDE. TDEs are therefore a key phenomenon that can occur on the border between the event horizon and its outside region, and also are an especially dramatic manifestation of black holes in our universe. The movies produced by our numerical simulations will be unique tools for communicating this exciting black hole phenomenology to a general audience. Besides, our simulations could have an educational value for middle to high school to undergraduate students. Specifically, we can show some animations of accretion and outflow processes of the tidal disruption events visibly. The animations can be an excellent tool to explain how TDE study is exciting for us, and therefore, how it also attracts the general public. (출처 : 요 약 문 2p)
    • 연구책임자 : 하야사키키미타케
    • 주관연구기관 : 충북대학교
    • 발행년도 : 20200600
    • Keyword : Black hole astronomy;Relativistic astrophysics;Computational hydrodynamics;Radiation hydrodynamics;Accretion;accretion disks;Galactic nu;Galaxies;High energy astrophysics;Gravitational wave astronomy;
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    2020.10.31

    본 연구는 방사선 유발 세포 내 DNA 손상을 신속히 복구할 수 있는 신개념 매개체 발굴 연구로써, 방사선이 조사된 암세포와 면역세포의 한 집단인 macrophage를 공배양 시키면 암세포 내 DNA 손상이 급격히 회복되는 것을 관찰한 선행연구에 기반하여, 세포 내외로 존재하는 DNA 손상 복구 매개체를 규명하고 이로 인한 DNA 손상 복구 메커니즘을 밝힘을 목표로 한다. (출처 : 보고서 요약서 3p)
    • 연구책임자 : AHN G ONE
    • 주관연구기관 : 서울대학교
    • 발행년도 : 20201100
    • Keyword : 1. 방사선;디엔에이 손상 및 복구;매개체;세포 공간인지 분자;세포-세포 상호인지 분자; 2. radiation;DNA damage and repair;mediator;cellular spatial recognition molecule;cell-cell interaction molecule;
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    2020.02.29

    ○ 연구개요 ㆍ DNA 손상 복구에 중요한 단백질은 유전체 안정성 유지에 필수적이지만, 단백질의 활성이 올바르게 조절되지 못할 경우, 오히려 세포의 유전체 불안정성을 증가시키거나 불필요한 DNA 손상 신호을 활성화 시켜 세포주기 멈춤 혹은 세포의 사멸을 유발시키는 등 세포에 좋지 않은 결과를 초래하게 됨. 유전자가 존재하는 세포의 핵에는 막이 없는 다양한 핵체(nuclear bodies)의 존재가 오래전부터 인지되어 왔으나, 아직도 핵체의 생물학적 역할이 명확히 규명되어 있지 못하고 있음. ㆍ 본 연구수행을 통하여 PML 핵체가 유전체 손상복구 기전에서의 역할을 규명하고자 하였으며 아래와 같은 연구결과를 도출할 수 있었음. ○ 연구 목표대비 연구결과 ㆍ 본 과제 수행을 통하여 DNA 손상복구 단백질의 세포내 위치에 따른 기능 조절에 관한 다수 결과를 얻을 수 있었으며, DNA 손상복구 단백질인 TONSL 단백질이 손상되었을 때 유발할 수 있는 질병을 규명하여 저명한 논문에 연구결과를 보고하였음. ㆍ 본 과제 수행을 통하여 아래와 같은 새로운 사실을 도출할 수 있었으며, 자세한 내용은 본 과제의 종료보고서에 상세하게 기술하였음. 해당 결과로 2편의 논문을 준비중에 있음 - 연구결과 #1: PML 핵체가 판코니빈혈 기전에 중요한 역할 하는 것을 발견함 - 연구결과 #2: 판코니빈혈 기전에 관련된 단백질은 DNA 결속손상이 있을 경우 단백질 Foci를 형성함 - 연구결과 #3: PML 핵체가 없는 경우 판코니빈혈 단백질이 단백질 Foci를 형성하지 못함 - 연구결과 #4: PML-CHK1-FANCA/ FNACD2 신호전달에 의한 단백질 발현 영향 연구 - 연구결과 #5: DNA 손상복구 단백질 TONSL 손실이 유발하는 휴먼질환 연구 - 연구결과 #6: SLX4 단백질의 자연상태 세포내 존재 지점(position)인 PML 핵체 - 연구결과 #7: 연구를 위한 세포주 모델 수립 - 연구결과 #8: SLX4가 PML핵체에 존재위해 SUMO interacting motif(SIM)이 중요함 - 연구결과 #9: PML로 이동하지 못하는 SLX4-3SIM을 발현하는 세포주 RA3331/SLX4-3SIM의 다양한 약물에 대한 민감도 조사 - 연구결과 #10: 비정상적 SLX4 localization이 단백질의 stability에 미치는 영향 - 연구결과 #11: SLX4 단백질의 유전자 손상이 있는 상태에서의 SLX4 stability 및 존재 지점 - 연구결과 #12: Fok1 nuclease에 의한 DNA 손상 유발 및 DNA 손상 지점으로 이동한 단백질 연구 - 연구결과 #13: 자연상태 SLX4 핵내 존재 지점인 텔로미어 - 연구결과 #14: SLX4의 ubiquitination - 연구결과 #15: SLX4의 E3 ligase 발굴 assay통한 E3 ligase validation ○ 연구개발결과의 중요성 ㆍ 아직 미지의 분야로 남아 있는 PML 핵체를 비롯한 다양한 핵체의 생물학적 기능을 규명하여 세포핵의 구조에 대한 새로운 패러다임을 제시할 수 있을 것으로 판단됨. ㆍ 유전체 불안정성은 암의 발생과 진행에 원인이 되는 것으로 알려져 있음. 세포의 유전체 안정성 연구는 암의 예방과 진단 그리고 치료에 필수적이기 때문에 세계적으로 왕성하게 진행되고 있음. 본 과제를 통한 SLX4 complex의 생물학적 기능 연구를 통해 유전체 안정성 유지 기전에 대한 학문적 파급효과가 있음. ㆍ DNA 손상 신호전달 억제 물질이 실제적으로 신규 항암제 개발에 다수 응용되고 있는 점에 비추어 볼 때, 유전자 손상등의 스트레스 상황에서 단백질의 이동 분자 기전을 규명하고 이를 제어하는 기술을 개발하여 신규 항암제 개발에 활용할 수 있을 것으로 예상됨. (출처 : 연구결과 요약문 2p)
    • 연구책임자 : 김용환
    • 주관연구기관 : 숙명여자대학교
    • 발행년도 : 20200300
    • Keyword : 1. PML 핵체;DNA 손상복구;SLX4 복합체;판코니 빈혈;DNA 결속손상;단백질 활성조절; 2. SUMOylation;Ubiquitination;
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    2020.09.30

    □ 연구의 목적 및 내용 연구의 목적 - 본 연구개발은 급성 방사선 위장관 증후군 질환 모델 구축 및 이를 활용한 바이오마커를 발굴하고 그것의 임상적, 병리학적, 분자생물학적 기능 규명을 통해 급성 방사선 위장관 증후군 제어를 위한 기반기술과 치료 후보를 확보 및 효능을 평가하고자 함. 연구의 내용 1. 급성 방사선 위장관 증후군 마우스 모델 구축 및 질환 제어용 바이오마커 발굴 ◦ 급성 방사선 위장관 증후군 마우스 모델을 구축하고 장관 조직에 대한 유전체/전사체 분석을 통해 질환 제어용 바이오마커의 대량 발굴 ◦ 생물학적 정보 분석을 통해 임상적으로 유의미한 질환 제어 후보의 선별과 유전자 변형 마우스 및 세포주의 제작 2. 선별된 바이오마커에 대한 유전자 결손 및 야생형 마우스를 이용하여 급성 방사선 위장관 증후군의 치료 후보에 대한 기능 분석 ◦ 유전자 결손 및 야생형 마우스에서 방사선을 복부에 조사 후 유발되는 임상증상과 생존율을 비교분석 ◦ 세포 및 분자생물학적 데이터를 확보하여 급성 방사선 위장관 증후군의 질환 제어용 바이오마커의 유효성 분석 3. 질환 모델 및 방사선 유도 대장염 환자 샘플에서 임상적 유효성 검증 ◦ 질환 모델에서 병리학적, 분자생물학적 데이터를 확보하여 급성 방사선 위장관 증후군의 질환 제어용 바이오마커의 유효성 분석 ◦ 방사선 조사된 인체 조직 병변에서 바이오마커의 발현 증감 여부와 임상적/병리소견과의 상호 일치도 분석을 통해 바이오마커의 임상적 유용성을 평가 4. 급성 방사선 위장관 증후군 모델에서 타겟 유전자 활성화물질의 효능 분석 ◦ 타겟 유전자 활성 물질을 대량 스크리닝하고 세포 모델을 통한 선별 ◦ 구축된 동물모델에서 in vivo 효능 분석: 실험군(전처치, 후처치군)과 대조군 사이의 체중변화 및 생존율, 염증반응 및 장점막 세포 사이의 연결 관련 물질의 발현, 장내투과성 의 차이 측정 □ 연구개발성과 ◦ 1단계 : 학술발표 1회, 논문 1편, 특허 1건 ◦ 2단계 : 학술발표 1회, 논문 1편, 특허 1건 □ 연구개발성과의 활용계획(기대효과) ◦ 기술적 측면: 방사선에 의해 생체 반응 네트워크 핵심 조절인자의 기능 규명을 통한 급성방사선증후군의 병인에 새로운 지시 제공, 방사선 생물학 분야의 선도적 지식 제공 및 방사선 보호제 개발 ◦ 사회경제적 측면: 암은 가장 흔한 사망원의 하나이며 전체 암환자의 수는 계속 증가하며, 이들 중 50%가 방사선 치료를 받고 있어 위장관 방사선 보호제를 개발함으로써 암환자에 큰 희망을 될 수 있음. ◦ 세계의 방사선 증후군 치료 시장은 2016년 46억 5,500만 달러에서 2024년까지 82억 5,600만 달러에 이를 전망이며, 2016-2024년간 연평균 복합 성장률(CAGR)은 6.57%를 나타낼 것으로 예측됨. 따라서 보호제 개발에 따른 세계 공공보건 증진에 기여할 뿐만 아니라 막대한 경제적 이윤 창출할 수 있음. (출처 : 요약문 4p)
    • 연구책임자 : 김섭
    • 주관연구기관 : 충남대학교병원
    • 발행년도 : 20201000
    • Keyword : 1. 급성방사선위장 관증후군;방사선 보호제;바이오마커;마우스 모델;유전체 분석; 2. Gastrointestina l acute radiaton syndrome;Radioprotector;Biomarker;Mouse model;Genome-wide analysis;
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    2020.05.31

    □ 연구개요 유전 안정성을 유지하는 과정에 p63는 여성생식세포에 활발하게 인산화가 되는 사실을 최근에 본 연구진은 발견했다. 여성 생식세포와 상피세포의 줄기세포는 각자 발현하는 p63 isoform이 다르며 예비결과로 확인한 결과 인산화 페턴도 다르다는 근거를 찾았다. 미성숙한 여성생식세포 및 상피세포 줄기세포에 발현되는 각자 p63 isoform의 인산화 페턴을 세밀한 분석을하고 p63 인산화 코드를 밝혀내서 p63는 DNA 손상 회복, 세포 사멸, 세포 재생 능력 역할이 각자 어떻게 조절이 되는지 더 잘 이해하는 단기적 목표가 있고 그리고 암 치료 또는 불임 예방에 적용할 수 있는 전략을 개발하는 장기적 목표를 두고 있다. □ 연구 목표대비 연구결과 p63 is expressed at high levels in female germ cells and undergoes dynamic phosphorylation in response to DNA damage. This research team discovered p63's important role in maintaining female genome stability. p63 is also expressed in epithelial stem cells and important for stem cell renewal. We recently discovered the two p63 isoforms respectively expressed in female germ cells and epithelial stem cells are differently phosphorylated. Our aim to uncover the phosphorylation code that might play a role in differentiating the function of these two different isoforms during female germ cell genome stability maintenance and eptithelial stem cell self-renewal function. The findings of this study may have clinical relevance for female infertility treatment as well as improving cancer cell response to ionizing radiation or chemotherapy treatments. □ 연구개발결과의 중요성 기존에는 p53 family member인 p63는 유전 전사 기능을 가진 transcription factor로 알려져 있었지만 정확한 조절 기전을 잘 알려져 있지 않았음. 본 연구진는 TAp63a의 인산화 페턴을 세밀하게 분석하여 인산화가 유도 되는 기전을 밝혀냈고 p63유전자의 두 다른 isoform인 TAp63a와 DNp63a가 세포 사멸 및 세포 재생 반대 기능을 어떻게 유도/유지 하는지 새로운 지식을 기여 하였음. 본 연구진에서 밝힌 핵심 내용을 p63인산화는 p63자가 스스로 유전 전사 기능을 통해서 조절하는 사실을 밝혔음.TAp63는 스스로 자가 조절을 하기 때문에 전사 기능을 막으면 oocyte-specific한 target 조절이 될 것으로 혀재 제시되는 전략보다 합병증이 많이 감소 될 것으로 기대함. (출처 : 연구결과 요약문 2p)
    • 연구책임자 : 서은경
    • 주관연구기관 : 이화여자대학교
    • 발행년도 : 20200600
    • Keyword : TAp63a;DNp63a;phosphorylation;epithelial stem cell;oocyte;self-renewal;genome stability;
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    2020.11.30

    ․ 동남권원자력의학원에서 기술이 확보된 C-밴드 소형 전자가속기 기술을 활용하여 세포 전임상 및 소동물에서부터 중동물까지 활용 가능한 연구용 엑스선 발생장치를 자체적으로 개발함 ․ 1차년도에는 가속기의 전자빔 제원을 설계하고 가속기를 구성하는 펄스전원장치와 가속관을 설계하고 제작하였음. ․ 당해 연도에는 가속기 부품들이 장착되는 메인 프레임을 제작하였으며, 조사장치 헤드와 모니터전리함 센서부를 제작하였음. ․ 조사장치 헤드는 빔가이드홀, 타겟, 그리고 일차조준기로 구성되어 있으며, 누설 방사선이 0.5% 이내가 되도록 MCNP를 이용하여 설계하였으며 그 결과를 적용하여 제작하였음 ․ 모니터전리함은 한쌍의 평행평판형 전리함 구조를 가지며, 상용의 electrometer를 사용하여 코발트-60 감마선 및 연구용 전자가속기의 전자빔에 대하여 성능과 특성을 실험적으로 평가하였음. ․ 향후, 도파관 등 고주파 부품의 연결, 제어시스템을 개발, 조사대의 제작을 통하여 실험동물 조사장치 시작품을 완성하고자 함. (출처 : 요약서 3p)
    • 연구책임자 : 정동혁
    • 주관연구기관 : 동남권원자력의학원
    • 발행년도 : 20201200
    • Keyword : 1. 조사장치 헤드;누설 방사선;모니터전리함;메인프레임;도파관; 2. Irradiation head;Leakage radiation;Monitor chamber;Main frame;Waveguide;
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    2020.11.30

    ○ 용탕교반공정의 공정 개선을 통하여 전년도 대비 B4C의 분산성을 향상시킨 25, 30 vol.% B4C/Al 금속복합소재를 제조하였으며, 고온인장항복강도 184MPa, 중성자흡수 단면적계수 18.7cm-1의 우수한 기계적 특성 및 중성자 흡수능을 가지는 복합소재 (25vol.%)가 제조되었음을 확인 ○ 기존 공정(분말야금공정) 대비 소재 및 공정 비용이 낮은 반면 공정 난이도가 높은 주조 공정기술을 이용해 2m급 대형 중성자 흡수 B4C/Al 복합소재 판재 제조에 성공하여 상용화 가능성을 확인 ○ B4C/Al 복합소재 계면 분석을 통하여 연속적인 다층구조의 Al4C3/(Ti,Cr)B2 형성을 확인하였고 열역학 해석을 통하여 형성 원리에 대한 연구를 진행 ○ 복합소재의 중성자 흡수능을 향상시키고 기존 해외 제품과의 차별성을 가지기 위하여, 표면에 Al층이 형성되어 있고 중심부에는 미세한 강화재(B4C, Gd2O3, BNNT)가 강화된 코어층이 형성된 다층구조 복합소재를 개발. Gd2O3 다층구조 복합소재의 경우 우수한 중성자 흡수능 (중성자 흡수 단면적계수 27.4 cm-1) 및 내산화 특성을 가지는 것을 확인 (출처 : 보고서 초록 3p)
    • 연구책임자 : 조승찬
    • 주관연구기관 : 한국재료연구원
    • 발행년도 : 20201200
    • Keyword : 1. 중성자 흡수;사용후핵연료;알루미늄;보론 카바이드;금속복합재료; 2. Neutron absorbing;Spent nuclear fuel;Aluminum;Boron carbide;Metal matrix composite;
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    2020.02.29

    o 혁신성장, 미래원자력 발전전략 등 최근 정부정책에 부합하고, 국제 원자력 사회에 기여할 수 있는 원자력분야 국제기구와의 연구개발 신규 협력사업을 도출 o 국내외 원자력산업 및 정책동향, 국제기구별 사업동향 분석에 기초한 협력사업 추진방향과 전략 마련 o 원전 안전 및 해체, 소형모듈원전, 방사선 융합 및 의학 분야의 국내 원자력 전문가를 대상으로 협력수요 조사와 동시에 IAEA 사무국내 발전/비발전 분야별 부서와 협력수요에 관한 협의를 통하여 협력사업 후보를 도출 o 원자력분야 국제협력사업 비전과 목표, 세부 추진계획을 수립하고, 한국주도형 협력모델 제시와 함께 실행가능한 사업관리방안을 제시 (출처 : 요약서 5p)
    • 연구책임자 : 이세준
    • 주관연구기관 : 과학기술정책연구원
    • 발행년도 : 20200300
    • Keyword : 1. 원자력;국제기구 협력;신산업동력;원전수출지원;사업관리방안; 2. Nuclear;Inter national Cooperation;New Growth Engine;Enfor cing Nuclear Export;Project Management;
  • 11474

    2020.02.29

    ○ 연구개요 핵의학 영상기기의 재구성 기법 개발을 통해 환자의 선량을 저감화 하면서 영상의 질을 높여 진단의 가치를 높이고자 함. 1차년도 - 핵의학 영상 기기 시스템 특성 평가 2차년도 - 제한된 각도에서의 영상 재구성 기법 평가 및 고분해능 기반 검출기 모듈 설계 3차년도 - 고 민감도 획득을 위한 섬광체 제작 및 특이값 분해(Singular Value Decomposition; SVD) 기반 영상의 노이즈 제거 기법 평가 ○ 연구 목표대비 연구결과 1차년도 - 핵의학 영상 기기 시스템 특성 평가 완료 . 감마카메라, SPECT, PET 등 핵의학 영상 기기 기술 분석 . 몬테칼로 시뮬레이션을 통한 핵의학 영상 기기 모델링 . 시뮬레이션을 통한 유효성 검증 2차년도 - 제한된 각도 영상 재구성 기법 평가 및 고 분해능 영상 획득을 위한 검출기 모듈 설계 및 평가 완료 . 제한된 각도 데이터의 주파수 데이터의 손실 및 단층영상의 artifact의 예측 . 데이터 손실 및 artifact 분석을 통해 영상재구성 단계에서 보상할 수 있는 방법도출 . 3차원 여과후 역투사 기법에 기반한 inpainting 영상재구성 기법 평가 . 데이터 손실로 인한 영상절단오차 등에 기인한 artifact 보상 기법 평가 . 고분해능 영상 획득을 위한 반응깊이 측정이 가능한 검출기 모듈 설계 및 평가 3차년도 - 고 민감도 획득을 위한 섬광체 특성 평가 및 특이값 분해(Singular value Decomposition: SVD) 기반 영상의 노이즈 제거 기법 평가 완료 . 고 민감도 획득을 위한 3차원 레이저 각인을 이용한 섬광체 제작 및 평가 . SVD 기법 유효성 검증 . 그래픽연산처리장치(GPU) 등을 이용한 하드웨어 기반 영상 구성 속도 가속화 ○ 연구개발결과의 중요성 - 핵의학 영상기기의 새로운 영상 획득 기술을 확보함으로써 국내 방사선 영상 기기 국제 경쟁력 확보 - 고부가가치 핵의학 영상 기기에 대한 영상재구성 소프트웨어 수입대체 - 관련분야 전문인력 양성 - 제한된 각도 내에서 단층영상획득 기술 확보 - 고 분해능, 고민감도 검출기 모듈 설계 기술 확보로 국내 핵의학 기기 제작에 기반을 구축함. - 핵의학 영상 시스템 뿐만 아닌 감마선 검출 기반 산업 분양에 응용가능 (출처 : 연구결과 요약문 2p)
    • 연구책임자 : 백철하
    • 주관연구기관 : 강원대학교
    • 발행년도 : 20200300
    • Keyword : 1. 핵의학;영상재구성 알고리즘;몬테칼로 시뮬레이션;특이값 분해;그래픽 연산 장치; 2. limit angle;
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    2019.12.31

    본 세부과제의 목표는 핵융합로 방사선 영향에 최적화된 전반부 측정 아날로그 회로설계 및 실시간 적응형 성능보상 기술을 개발하는 것이다. 이를 위해 방사선 영향에 따른 회로성능 변화를 분석, 방사선 영향 시뮬레이션을 한 후, 회로설계 기법을 통해 방사선 영향을 최소화하고, 적응형 보상기술을 통해 회로성능 저하를 실시간 보정한다. (출처 : 요약서 3p)
    • 연구책임자 : 이형민
    • 주관연구기관 : 고려대학교
    • 발행년도 : 20200100
    • Keyword : 1. 내방사선 설계;전반부 측정회로;아날로그 집적회로;적응형 실시간 회로보상;누적방사선량; 2. Radiation-hard ened design;Front-end readout circuit;Analog integrated circuit;Online adaptive calibration;Total ionized dose;