- 냉각 성능이 우수한 다중냉각 핵연료블록 개념을 개발하였으며, 이를 해석할 수 있는 전산코드 개선을 수행함. - 다중냉각 핵연료블록을 장전한 핵연료 무교체 장수명 초소형 고온가스로 노심개념 개발 및 성능분석을 수행함. 성능분석을 통해 최적 노심을 제시하였음. 또한, 초소형 고온가스로의 전력생산 싸이클 분석을 통해 입출구 온도에 따른 열 효율 분석을 수행함. - 20년 수명 최적 노심은 16.0w/o U-235 농축도 사용시 21.9년의 수명을 얻었고, 최대농축도(19.5w/o) 사용 최적 노심은 32.9년의 수명을 얻음. - 초소형 고온가스로에 대한 원자로 완전 피동냉각 개념을 개발하고, 이를 개발된 최적노심에 적용하여 안전해석을 수행하였음. 안전해석 결과, 정상운전 및 사고시 모두 설계 요건을 만족함을 확인함. - 다중냉각 핵연료블록 모형 제작을 통해 제조성을 평가하고 제작시방서를 작성하였음. - 국내외 시장을 대상으로 시장 및 사업모 델을 분석하고 건설비/운영비 계산을 통해 초소형 고온가스로의 실증로 사업 및 상용로에 대한 예비 경제성 평가를 수행함. (출처 : 요약서 3p)

• 연구책임자 : 조창근
• 주관연구기관 : 한국원자력연구원
• 발행년도 : 20200300
• Keyword : 1. 초소형 고온가스로;다중냉각 핵연료블록;노심 성능분석;안전해석;경제성 평가; 2. Micro Modular High Temperature Gas-cooled Reactor(MiHTR);Multi-Cooling Fuel Block;Core Nuclear Performance Analysis;Safety Analysis;Economic Evaluation;

연구의 목적 및 내용 원자력발전소 유체계통 배관 내 가스축적 가능성이 높은 곳을 원격으로 상시 모니터링 하고 일정 농도 이상의 가스를 자동제거 하는 GVMCS (Gas Void Monitoring & Control System)의 시작품 개발 - 시스템 검증을 위한 종합 시험설비 설계 및 제작 - 시스템 성능 최적화 - 시스템의 종합 제어를 위한 하드웨어 및 소프트웨어 제작 및 개발 연구개발성과 · GVMCS 시스템 설계/제작 - GVMCS 시스템 설계를 위한 기술 규격과 관련 규제 요건 검토 - 기술규격 및 규제요건을 반영한 GVMCS 구성요소들의 기본설계 - 성능시험 결과와 현장 정보가 반영된 GVMCS 상세설계 및 제작 · GVMCS 종합성능시험설비 개발 및 평가 - GVMCS 상온상압 시험설비 설계/제작 및 성능평가 - GVMCS 고온고압 시험설비 설계/제작 및 성능평가 - GVMCS 시작품 성능검증시험 · GVMCS 시작품 개발 (상용화) - GVMCS H/W 설계 및 제작 - GVMCS 연계용 자동배기 시스템 설계 및 S/W 개발 - GVMCS S/W (구동프로그램) 설계 및 개발 · GVMCS 사업화를 위한 사업계획서 개발 · 가스 생성/이동 원인 및 과정 규명 (온도/압력 변화) - 위탁 (경북대학교) - 가스 발생의 근본 원인 규명 - 가스 발생량 평가방법의 개발 및 표준화 · 국내 최초로 배관 내 가스 발생량을 원격, 상시 모니터링하고 제거하는 모듈 형태의 GVMCS 개발 (특허 3건 등록) · 배관 내 가스 발생과 관련된 인허가 문제 해결방안 제시 연구개발성과의 활용계획(기대효과) · 원전 배관 내 가스를 상시, 원격으로 모니터링하고 제어할 수 있는 GVMCS 장치 국산화로 외화 절감 · 발전소 안전성 향상 및 규제기관 대응능력 확보 - 실시간 데이텀 치 이력 데이터를 통한 발전소 운영의 안전성 증대 - 인허가 문제에 대한 효율적 대응 가능 · 국내 독자기술로 개발된 신제품을 이용한 발전소 운영절차 간소화 및 비용절감 - 가스 축적 위치를 실시간 모니터링을 통한 비축적 배관의 불필요한 점검 줄임 - 가스 축적 가능성 높은 위치에 장기 설치 및 자동 배기로 투입 인력에 대한 인건비와 안전비용 감소 · 세계 최초/유일한 설비개발로 국제원전시장 진출의 교두보 마련 및 성과창출기회 - 세계 최초의 GVMCS 개발 및 현장검증 실적으로 상업적 모델 제시 - 원전 기자재 시장에 진출하는 모티브 제공 및 사업화 실현 기회 제공 · 원자력발전소 외에도, 대구경 배관을 사용하는 각종 플랜트에 적용 가능 (출처 : 요약문 4p)

• 연구책임자 : 송용재
• 주관연구기관 : 미래와도전
• 발행년도 : 20200100
• Keyword : 1. 가스축적;가스이동;초음파;모니터링/감시;자동배기; 2. Gas Accumulation;Gas Intrusion;Ultrasonic/Ultrasound;Monitoring;Automatic Ventilation;

□ 연구목표 분자생물학과 세포생물학에서 가장 중요한 기반을 이루는 학설은 DNA의 유전정보가 RNA를 거쳐단백질로 합성되며, 이들 과정 중 RNA transcription 은 세포핵 내에서, 단백질 합성은 세포질내 리보좀에서 일어난다는 것이다. 본 과제는 세포핵 내에서 기능을 하는 단백질들의 일부는 세포질이 아닌 세포핵 내에서 합성 된다는 가설을 가지고 세포핵 내 단백질 합성에 대한 분자 세포학적 기작과 기능을 규명하고, 이러한 현상과 퇴행성 뇌질환과의 연관성을 연구하고자 함. □ 연구개발내용 [1 단계] 세포핵 내 Ribosome heterogeneity 존재 증명 • 미토콘드리아 리보솜 단백질의 세포핵 내 위치화 발견 • 세포핵 내 존재하는 리보솜과 미토콘드리아 리보솜 단백질의 결합 증명 [2 단계] 세포핵 내에서 합성되는 단백질 동정 • 세포핵 내에 존재하는 리보솜과 결합하는 582 종류의 mRNAs 동정 • 동정된 mRNAs는 세포핵의 단백질 항상성에 중요한 역할을 하는 유전자들임을 확인 [3 단계] 세포핵 내 단백질 합성 존재 증명 • 세포핵 내 기능을 가진 리보솜 존재 증명 • 동정된 mRNAs가 세포핵 내에서 번역 됨을 증명 • 발견된 미토콘드리아 리보솜 단백질이 세포핵 내 단백질 합성에 필요함을 증명 [4 단계] 세포핵 내 단백질 합성 기작 규명 • 해당 리보솜과 작용하고 있는 번역 개시 인자는 세포질과는 차별화된 종류임을 발견 □ 연구개발 성과 • 단백질 합성은 세포질에서만 일어난다는 기존 개념을 파괴하는 세포핵 내 단백질 합성이라는 신개념의 도입 • 단백질의 기능과 역할을 다루는 분자생물학 및 세포 생물학에 기반을 둔 생명과학 및 의약계 전반에 새로운 학설의 확립 □ 활용 계획 및 기대효과(응용분야 및 활용범위 포함) ▶ 핵 내 단백질 항상성 유지 방법의 새로운 이론 정립 ▶ 퇴행성 뇌질환 연구에 새로운 치료 타겟 발굴 능력 ▶ 단백질 항상성에 대한 분자생화학, 분자생물학, 세포생물학, 뇌신경학등 광범위한 분야 연구역량 개발 ▶ 사회, 경제적 부담이 가중됨에도 불구하고 현재까지 퇴행성 뇌질환에 치료법은 미비 ▶ 핵내 단백질 항상성 규명을 통한 신규 약물 개발 경우 사회, 경제적 보건의료 비용 급증을 해소할 수 있는 방안 ▶ 퇴행성 뇌질환 뿐만아니라 여러 질환에 대한 새로운 치료 타겟을 발굴할 수 있음으로, 기술 수출로 인한 막대한 경제적 수익 창출이 가능할 것으로 기대 (출처 : 연구결과 요약문 3p)

• 연구책임자 : 민경태
• 주관연구기관 : 울산과학기술원
• 발행년도 : 20200800
• Keyword : 1. 단백질 합성;세포핵;리보솜;세포질; 2. mRNA translation;nucleus;mRNA;ribosome;cytoplasm;

□연구개요 방사선 피부염에 대한 저출력레이저치료의 효과를 확인하고 그 기전을 규명하고자 하자 계획된 연구임. 현재 의료계 뿐 아니라 일상생활에서도 많이 사용되고 있는 저출력레이저의 효과를 과학적으로 증명하고자, 극단적 피부 손상의 상태인 방사선 피부염을 대상으로 저출력레이저의 효과와 안전성을 관찰하는 동물 실험과 임상 연구를 진행하였음. 1차 년도 방사선 피부염의 동물 모델을 구축하고 1,2차 년도에서 저출력레이저의 효과를 확인하는 동물 실험 시행함. 2,3차 년도에서 유방암환자의 유방 부위 방사선 조사 후 발생한 방사선 피부염의 예방효과를 증명하고자 임상 실험을 시행함. □연구 목표대비 연구결과 1차 년도에서 방사선 피부염의 동물 모델을 구축하고 이 모델을 통해 동물에서 방사선 피부염 정도의 육안적 평가를 numeric scale 표준을 마련함. 저출력레이저의 효과를 pilot study를 통해 먼저 확인하고 2차 년도에 대조군, 633nm, 830nm 의 두가지 파장의 저출력레이저를 사용하여 동물 실험을 시행하고 이를 육안적 평가 뿐 아니라 조직검사를 통해 염증의 정도, 피부 손상과 변화의 정도를 객관화함. (이 결과는 Lasers in Medical Science, SCI 에 2020게재 예정) 2,3차 년도에서 동물실험을 근거로 방사선 치료가 계획된 유방암 환자에서 대조군, 633nm, 830nm의 저출력레이저 조사군간의 방사선 피부염의 정도, 피부 수분도, 경피 수분 손실, 탄력도와 유분도을 평가함. 통계분석 결과 대조군과 비교하여 임상적 방사선 피부염의 정도에는 차이가 없으나 피부 수분도 유분도가 통계적으로 의미 있는 대조군과의 차이를 보임. 이는 대조군에 비해 실험군에서 방사선으로 인한 피부손상이 덜하고 손상으로부터의 회복이 더 나음을 보여주는 결과임. 통계적으로 두 파장 633nm와 830nm 사이의 측정값의 차이는 없었음. 이 결과는 현재 논문화 작업이 진행중임. □연구개발결과의 중요성 1. 본 연구를 통해 방사선 피부염을 예방하기 위한 여러 가지 의학적 예방, 치료방법들을 확인하기 위한 동물 모델을 구축함. 방사선 피부염 동물 모델은 저출력레이저의 효과 뿐 아니라 다른 연구에 응용할 수 있음. 2. 현재 의료계 뿐 아니라 일상 생활에서도 많이 사용되고 있는 저출력 레이저의 안전성과 효과를 실험실적으로 확인하여 저출력 레이저의 활용을 확대할 수 있음. 3. 임상실험을 통해 저출력 레이저가 현재 허가된 상처 회복 뿐 아니라 방사선 피부염으로 인한 피부 손상을 줄이고 회복을 촉진할 수 있음을 확인한 것은 저출력 레이저의 활용을 확대할 수 있는 계기가 됨. 4. 암 치료 등에 방사선 치료가 국소적으로 다른 장기에 피해를 최소화하는 치료 방법으로 확대되고 있는데 그에 반해 방사선 피부염을 막기 위한 객관적으로 증명한 예방법은 없는 실정으로 이 연구를 통해 암 환자의 삶의 질을 향상 시킬 수 있는데 도움이 될 수 있음. (출처 : 요 약 문 2p)

• 연구책임자 : 박지혜
• 주관연구기관 : 삼성서울병원
• 발행년도 : 20200900
• Keyword : 레이저;저출력;방사선 피부염;상처;유방암;

본 연구에서는 TID 센서를 모든 전자부품 내에 내장시켜, 유지보수를 위한 방사선 모니터링 기능은 물론, 이를 이용해서 회로를 보상하는 기능을 부가해서 전자부품의 수명을 연장시킨다. 또한 내방사선 효과가 높은 신물질을 이용한 신규소자를 개발하여 핵융합 용 소자의 응용가능성도 확인한다. (출처 : 요약서 3p)

• 연구책임자 : 김진상
• 주관연구기관 : 경희대학교
• 발행년도 : 20200100
• Keyword : 1. 핵융합로;방사선 영향;단일사건효과;내방사선화 설계;총이온화선량; 2. Nuclear Fusion Reactor;Radiation Effect;single event effect;Radiation-hard ened Design;Total Ionizing Dose;

비공개항목입니다.

• 연구책임자 : 장재훈
• 주관연구기관 : 한국기계연구원
• 발행년도 : 20201200
• Keyword : 1. 중성자 흡수;중성자 차폐;스테인리스강;연신율;압연성;내식성; 2. Neutron absorbability;Neutron Shielding;Stainless;Elongation;Workability;

□ 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;

□ 연구개요 본 연구는 2014년과 2015년에 본 연구자의 선행연구에서 밝혀지게 된 전사의 활성에 동반된 Topoisomerase IIb에 의한 DNA의 이중가닥 절단 (DSB)과 그 절단에 의한 DNA damage signaling (DDS)을 이해하기 위한 계속적인 노력임. 본 연구에서는 두 개의 대표적인 DNA 이중가닥 절단 복구 방법으로 알려져 있는 Non-homologous end joining 과 Homologous recombination에서 정확한 DNA 복구에 중요한 역할을 하는 것으로 알려진 BRCA1 단백질이 전사 활성과 위에서 밝혀진 전사 활성에 동반된 DSB와 DDS에서 어떠한 작용을 할 것으로 가설함. 따라서 BRCA1에 대해 이러한 가설을 증명하고 특히 Topoisomerase IIb의 기능을 조절하는 역할이 있는지를 생화학, 세포생물학적인 방법들을 통하여 밝히려고 노력함. □ 연구 목표대비 연구결과 본 연구의 첫째 목표는 BRCA1 단백질과 이 단백질의 파트너인 BARD1 단백질이 Stress-inducible 유전자들의 전사 활성에 관여하는지를 확인하는 것이었음. 우리는 이것을 확인하기 위하여 첫 번째 이 단백질이 HEK293 및 MCF7 세포에서 이러한 유전자들 위에 있는지 Chromatin immunoprecipitation-qPCR (ChIP-PCR)의 방법을 사용하였고 BRCA1과 이 단백질과 heterodimer로 세포내에 존재하는 BARD1이 스트레스에 의해서 발현이 유도되는 대표적인 유전자인 EGR1에 존재하는 것을 확인 하였음. 또한 혈장을 사용한 유전자 발현 유도 실험을 통하여 EGR1 전사 활성시에 BRCA1의 S1524 자리에서 ATM과 ATR 인산화 효소에 의한 인산화가 이루어짐을 발견. 이뿐만 아니라 WT BRCA1 단백질과 S1524 돌연변이인 S1524A와 S1524D를 클로닝, 세균에서 정제하고 EGR1 유전자의 프로모터와 전사 초반 부위를 클로닝하여 biotin으로 꾸며진 Template DNA와 HeLa nuclear extracts를 성공적으로 얻어 실험관 전사 실험을 통하여 BRCA1 S1524 인산화가 전사활성에 중요함을 증명함. 두 번째 목표는 BRCA1과 Topoisomerase IIb 사이의 기능적인 관계가 있는지를 확인하는 것이었음. 우리는 Immunoprecipitation, immobilized template assay, 그리고 siRNA KD 실험과 ChIP-seq/bioinformatics의 방법 등을 활용하여 BRCA1-BARD1 complex가 Topoisomerase IIb와 물리적으로 부착하며 ubiquitination 하는 것을 발견함. BRCA1과 Topoisomerase IIb는 MCF10 세포에서 17,000개가 넘는 단백질 코딩 유전자들에 같은 패턴으로 분포하여 중요한 기능적 관계가 있음을 보임. □ 연구개발결과의 중요성 본 연구 결과의 중요성은 BRCA1-BARD1 complex의 전사에서의 새로운 기작의 발견이라는 점. BRCA1의 결함은 DNA 절단을 정확히 복구하는데 가장 중요한 단백질 중의 하나인데, 전사와 동반하는 DSB와 DDR에 관련하여 활성화 된다는 것을 처음으로 보임. BRCA1은 본연적으로 전사를 억제하는 저해제로서 작용을 하지만, 전사 활성 시에 ATM, ATR 같은 PI3 kinases에 의해 S1524가 인산화 되었을 때는 전사 활성을 돕는 biphasic한 성질을 보임을 발견. 특히 BRCA1-BARD1이 ubiquitination을 통하여 Topoisomerase IIb의 DNA binding affinity를 조절한다는 결과는 앞으로의 많은 연구들을 불러일으키고 영감을 줄 수 있는 발견임. BRCA1-BARD1 complex와 Topoisomerase IIb의 관계는 전사와 동반된 유전체 불안정성의 조절에 중요한 요소로서 인식되며 새로운 기작으로써 반드시 이해해야 함. (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 번치 희연
• 주관연구기관 : 경북대학교
• 발행년도 : 20200600
• Keyword : BRCA1-BARD1 complex;Stress-inducible transcription;Transcription-coupled DNA double strand break and repair;Genomic instability;Topoisomerase IIb;Transcriptional activation;Post-translational modifications;DNA damage response signaling;ATM/ATR;

Ⅳ. 연구결과 -롱빔라인 개념 설계도 -롱빔라인 활용 및 운영 모델 수립 -방사광 신의료기술 개발 연구와 관련 의료 및 헬스산업 발굴 (출처 : 요약문 3p)

• 연구책임자 : 김종기
• 주관연구기관 : 대구가톨릭대학교
• 발행년도 : 20200300
• Keyword :

○ 연구의 목적 및 내용 다양한 핵종 및 유/무기 이온 등이 혼합되어 있는 고독성 방사성 폐액의 전기흡착제염처리의 타당성 확보를 위한 수치해석적 흡/탈착 평가 및 다기능 전기흡착 소재의 설계 ○ 연구개발성과 ￭ 고독성 방사성 폐액처리 기술 개념 도출 - 고독성 방사성 폐액처리를 위한 기술현황 분석 - 고독성 방사성 폐액처리를 위한 축전식 전기흡착 기술현황 분석 - CDI 및 MCDI 전기흡착을 이용한 모의 폐액 surrogate 시험 ￭ 방사성 폐액의 제염을 위한 전기흡착 거동 해석 - 다기능성 전기흡착 전극 소재 개념 도출 - 다기능성 전기흡착 소재를 이용한 고독성 방사성 폐액의 전기흡착 평가 ￭ 한영교류연구를 통한 삼중수소 측정·분리 전기흡착 기술 타당성 확보 - Pd 전극을 이용한 방사성 핵종 선택적 흡착에 따른 측정 기술 평가 - Pd modified CaF₂ 전극 제조기술 평가 ○ 연구개발성과의 활용계획 (기대효과) ￭ 방사성 폐액의 부피저감 및 고형화 처리를 위하여 필수적으로 요구되는 폐액 내 방사성 핵종의 선택적 제염기술로서 국내외적으로 급증하는 원전의 해체를 통해 발생하는 다양한 종류의 방사성 폐액의 안전하고 경제적인 제염 기술로서 활용 가능 ￭ 국외 및 북한 핵시설 등의 핵연료재처리 과정에서 발생되는 다성분의 유기폐액이나 유⋅무기 성분이 혼합된 고독성 방사성 폐액의 선택분리에 효과적으로 활용 ￭ 원(연) 내 유기혼성 방사성 폐액 또는 향후 원자력시설의 해체를 통해 발생하는 폐액 및 북한 핵시설 내에 보관중으로 예상되는 고농축 방사성 폐액의 처리에 활용이 가능할 것으로 예상됨 ￭ 기술적 제한점이 없는 본 기술은 원자력 분야에만 국한되지 않고 공정의 대형화를 통해 염색폐액, 축산폐수, 일반 산업폐수 등을 포함한 하수/오수 등의 처리를 위한 대안기술로 직접 활용이 가능 (출처 : 요약문 6p)

• 연구책임자 : 김선병
• 주관연구기관 : 한국원자력연구원
• 발행년도 : 20200300
• Keyword : 1. 전기흡착;전기흡착 전극;고독성 방사성 폐액;액체 폐기물 처리;원자력시설 해체; 2. Electroadsorption;Electroadsorbents;Radiotoxic liquid;Liquid waste treatment;Decommissioning of nuclear facilities;