○ 연구개요 라이먼 알파(Lyman-alpha)는 우주에서 가장 밝은 분광선이며, 따라서 고적색편이 우주에서 새로운 은하를 발견하거나 은하의 형성과 진화를 연구하기 위해 적합한 관측수단으로 활용되고 있다. 그러나, 라이먼 알파 방출선은 중성수소에 의한 공명산란과 성간먼지에 의한 산란/흡수 등의 복잡한 복사전달 과정을 거치기 때문에 관측결과의 올바른 해석을 위해서는 복사전달 시뮬레이션과 다파장자료와의 비교가 필수적이다. 현재까지 여러 연구자에 의해 라이먼알파 복사전달 연구가 수행되어왔으나 라이먼알파를 방출하는 별탄생은하 및 라이먼알파 천체에 대해 여전히 많은 부분이 미스터리로 남아 있다. 이 과제에서는 『Lyα 및 다파장 복사전달 연구를 통해 우주의 별탄생 역사 및 은하의 형성과정을 이해한다』는 최종목표하에 연구를 수행했다. ○ 연구 목표대비 연구결과 이 연구의 세부목표와 각각에 대한 주요 연구결과는 다음과 같다. A. Lyα 복사전달 코드 LaRT 개발 및 WF 효과연구 - (1) Lyα 복사전달 코드 LaRT 완성, (2) WF 효과의 선행조건 연구, (3) LaRT를 편광 복사 코드로의 확장 B. ISM 모델에서의 Lyα 복사전달 연구 - (1) 간단한 난류 모델에서의 Lyα 복사전달 연구, (2) 우리은하 성간물질 모델에서의 Lyα 복사전달 연구 C. Lyα 스펙트럼 및 헤일로 밀도분포 모델의 관측과의 비교 - (1) Lyα 방출은하의 스펙트럼과 표면밝기분포를 동시 설명하기 위한 모델 연구, (2) Edge-on 은하에서의 헤일로 성간먼지에 의한 가시광선 편광 복사전달 모델 D. 발머 방출선등 다파장 복사전달 연구 - (1) Paα 관측자료와 H II 영역에서 먼지에 의한 효과에 대한 관측 연구, (2) Paα 및 Hα등 발머 방출선 복사전달 효과에 대한 일부 모델을 계산하였으나, 완료하지 못함, (3) 다파장에서의 성간먼지 복사전달 효과 연구, (4) 외부은하에서의 Hα 및 자외선관측 비교 ○ 연구개발결과의 중요성 본 연구결과의 중요성은 크게 다음과 같다. - WF 효과의 선행조건 연구가 가능한 최초의 라이먼알파 복사전달 계산 코드를 완성 - 라이먼알파의 미세구조에 의한 편광의 차이를 완벽하게 구현해냄. - 난류 매질에서의 라이먼알파 복사전달이 기존의 결과와 판이하게 다름을 확인 - 우리은하 성간매질에서의 라이먼알파 복사전달을 최초로 실행하여 Warm Neutral Medium에서 WF 효과가 강하게 발행함을 보임. - 자외선에서 관측된 헤일로의 성간먼지의 존재를 편광 모형을 통해 증명. - Pa-alpha 및 H-alpha의 관측적인 비교를 통해 H II 영역근방의 성간먼지에 의해 H-alpha 가 산란됨을 증명 - 외부은하의 H-alpha 와 자외선 관측 자료를 비교하여 헤일로 먼지와의 관련성 제시 (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 선광일
• 주관연구기관 : 한국천문연구원
• 발행년도 : 20200300
• Keyword : 라이먼 알파;자외선;별탄생은하;복사전달;은하형성;선윤곽;성간매질;공명산란;성간먼지;

○ 연구개요 ◦ 임상에서는 납판을 그대로 사용하거나 납 분말이나 아산화납을 과량 고분자 수지에 배합한 방사선 방호섬유 소재를 사용하여 방사선에 대한 안정성을 확보하고 있으나 제작하는 공정 과정에서 인체에 납 중독을 일으키는 치명적인 문제로 인하여 사회적으로 외면 받고 있음. 기술적 관점에서 매우 작은 극공으로 방사선이 투과할 가능성이 있기 때문에 충분한 차폐성능을 확보하기 위한 두께에 한계가 있으며, 이로 인하여 신축성, 유연성, 경량화에 한계가 있음. 하지만, 납을 포함하지 않고 방사선 차폐 성능을 확보함과 동시에 신축성, 유연성을 획기적으로 개선한 첨단 메디컬 신소재에 대한 연구가 절실함에도 불구하고 아직까지 방사선 방호소재 분야의 기술 성숙도가 낮아 안정성, 경제성을 갖춘 제품에 대한 개발은 이루어지지 못하고 있음. ◦ 이에 본 연구에서는 납을 대체할 방사선 차폐 물질을 적용하여 방사선 차폐성능을 확보함과 동시에 신축성, 유연성을 겸비할 뿐만 아니라 경량화 가능한 첨단 메디컬 신소재 기술을 연구함으로써 무독성 방사선 방호섬유소재 제조 기술을 구현하고자 함. ○ 연구 목표대비 연구결과 ◦ 1차 년도는 무독성 방사선 방호섬유 소재 개발을 위한 차폐 시트 연구를 목표로 연구를 수행한 결과 문헌 조사, 특허 분석을 바탕으로 차폐 후보 물질 선정을 완료하였으며 공정 변수에 따른 simulation 연구 결과를 바탕으로 단일 층 차폐 시트 구조 설계 완료 후 1차 무독성 방사선 차폐 시트 제작을 완료하였음. 제작된 차폐 시트는 에너지 변화에 따른 차폐율 성능 평가를 수행하여 후보 물질 군 차폐율 성능 비교 분석을 완료하였음. 상기의 연구 결과를 바탕으로 1차년도 정량적인 연구 목표를 달성하였음. ◦ 2차년도는 유연성 및 신축성 성능 개선을 위한 기능성 소재 연구를 목표로 1차 년도에 제작된 차폐 시트의 공정 최적화 연구를 수행하였으며 유연성 및 신축성 평가는 KS 규격에 부합하는 평가 방법과 기준을 바탕으로 연구 결과를 도출하였음. 또한 고분자 물질 혼합 비율을 적용한 다층 구조의 차폐 시트 제작을 위해 고분자 배합 비율 변화에 따른 인장강도, 신장률, 유연성 등 물리적 특성 평가를 수행하여 그 결과를 정량적으로 도출하였음. 상기의 특성 평가 결과를 바탕으로 다층 구조의 방사선 차폐 시트를 제작, 차폐율 평가를 수행하였으며 해당 차 년도의 기능성 소재 연구에 대한 정량적 목표를 달성하였음. ◦ 3차년도에는 첨단 메디컬 무독성 신소재의 임상 적용 가능성 평가를 목표하였음. 다층 구조의 차폐 시트 제작 시 공극률 최소화 및 표면 특성 개선 후처리 작업에 대한 연구를 바탕으로 차폐 성능 평가와 경량화 가능성 분석 등의 결과를 도출하였음. 또한 공인 인증기관의 시험 성적서를 확보하여 임상 적용 가능성에 대해 검증하였음. 상기의 연구 결과를 통해 해당 차년도 연구 목표 대비 우수한 정량적 목표를 달성하였음. ○ 연구개발결과의 중요성 ◦ 국내 기술 성숙도는 방사선 안전관리 분야에서 선진국 수준의 수준에 육박하는 것으로 분석되고 있으나, 안전성을 확보하기 위한 방사선 방호소재 분야에서는 기술 성숙도가 낮은 상황이므로 본 연구 개발은 작업자의 안정성을 확보할 뿐만 아니라 국민의 신뢰성을 높이는데 기여할 수 있으므로 중요도가 매우 높음. - 본 연구 결과는 다층 구조로 방사선 차폐 시트를 설계함으로써 각 소재층에 존재하는 극공에 대한 영향을 고려하여 인체 내에 흡수될 수 있는 방사선에 대한 영향을 최소화 하였으므로 기존 방사선 차폐체 기술의 문제점인 특성 X선에 대한 피폭 문제를 획기적으로 개선할 수 있는 연구 결과로 제시될 수 있음. 그러므로 상기의 연구 결과를 바탕으로 방사선 안전 관리 분야에서 안정성을 확보하기 위한 방호 소재 분야의 기술 성숙도를 높일 수 있는 중요한 연구 결과로써 제시될 수 있을 것으로 사료됨. - 다층 구조의 차폐 시트의 유연성 및 신축성 등 물리적 평가에 대해 납과 상대적인 비교평가를 수행한 결과 모든 지표에서 우수한 특성을 나타냈으며, 특히 인장강도 평가에서 매우 우수한 특성을 나타내는 것으로 평가되었음. 이러한 연구 결과는 기존에 상용화된 납 차폐체를 대체할 수 있는 신소재로써의 가능성을 검증할 수 있는 중요한 원천 기술 자료로써 제시될 수 있으며 나아가 국내 방사선 차폐 분야의 학문/기술적 수준을 한 단계 높일 수 있을 것으로 사료됨. (출처 : 연구결과 요약문 3p)

• 연구책임자 : 박지군
• 주관연구기관 : 한국국제대학교
• 발행년도 : 20200300
• Keyword : 방사선 방호섬유소재;무독성 신소재;다층 구조;방사선 차폐 시트;직접 X선 차폐;특성 X선 차폐;공간선량 차폐;경량화;유연성;

연구개요 본 연구에서는 새로운 수치계산 프로그램 즉 전자 운동은 양자 역학적으로, 핵운동은 고전적으로 다루는 에렌페스트 근사법에 기초한 Ehrenfest Mixed Quantum-Classical (EMQC) 알고리즘을 개발하였다. 한 두 개의 화학 결합이 존재하는 시스템의 전자 상태의 양자중첩과 터널링 이온화 과정을 포함하는 아토초 반응에 대한 연구를 진행하였다.. 강력장을 이용해, 선형 또는 평면 분자의 결합, 해리, 전자 전이에 대해 연구하였다. 연구 목표대비 연구결과 1. 핵과 전자의 운동을 동시에 관찰할 수 있는 EMQC 알고리즘을 개발하고 H₂⁺ 분자의 이차원 모델에 적용하였다. 2. H₂⁺ 분자 모델 (1차원)을 이용하여, 완전한 양자계산을 얻은 이전 연구 결과와 EMQC 계산 결과와 비교하였으며, 레이저 펄스와의 상호작용에 의한 바닥상태와 들뜬 상태로 이루어진 중첩상태의 라비 진동 관찰을 통해 같은 결과를 나타냈으며, 이를 통해 EMQC 방식이 양자 결과와 다르지 않음을 증명하였다. 3. H₂⁺ 분자 모델 (2차원)을 이용하여, 즉 분자의 회전 운동을 포함하였을 때 새로운 결과를 발견하였다. 분자 축과 레이저 축이 어긋나 있었을 때, 바닥상태에서는 분자가 레이저 축을 따라 선형적으로 정렬하는 경향을 보였으나, 들뜬 상태에서는 레이저 축을 따라 정렬하는 대신 해리되는 현상을 관찰하였다. 이는 바닥상태와 들뜬상태의 반대 부호의 편극률 때문임을 밝혔다. 4. 다중 준위의 라비 진동은 강한 펄스 내에서 펄스의 면적에 의존함을 알고 있다. 본 연구에서 라비 진동이 펄스의 면적 뿐만 아니라 비공명상태의 detuning에도 의존함으로 밝혔다. 연구개발결과의 중요성 본 연구과제는 양자화학, 양자동역학, 반응동력학, 아토과학에 대한 모든 지식이 필요한 연구이다. 새로운 알고리즘 개발을 통해, 초고속, 초단파 레이저 펄스에 의한 화학반응에 대한 이해를 도우며, 이원자 분자 뿐만 아니라 다원자 분자에 적용 가능하여, 더 나아가 나노 구조에서의 전자 운동을 연구할 수 있을 것이다. (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 장보영
• 주관연구기관 : 서울대학교
• 발행년도 : 20200300
• Keyword : 핵 전자 동역학;강력장 상호작용;아토화학;라비 진동;에렌페스트 근사;시간의존성 슈뢰딩거방정식;양자중첩;결맞음;편극률;

○ 연구개요 본 제안과제에서는 방사선 직장염 환자에서 추출한 대장 상피조직을 이용하여 장 줄기세포를 대량 배양할 수 있는 기술을 개발하고 이를 장 오가노이드로 분화시켜 방사선 직장염 치료제로 개발하고자 하는 것이 최종 목표임. 세부적인 연구 목표는 다음과 같음. ① 장 상피 조직을 이용한 장 줄기세포 순수 배양 기술 확립 (1차년도) ② 배양한 장 줄기세포 유래 장 오가노이드 분화 기술 확립 (1-2차년도) ③ 장 오가노이드의 방사선 직장염 치료 효과 검증 및 치료기전 확립 (2-3차년도) ④ 장 오가노이드의 방사선 직장염 치료 효과의 최적화 및 치료 프로토콜 확립 (3차년도) 본 제안과제로 확립한 기반 기술을 임상시험 단계로 진입시켜 방사선 직장염 치료제를 개발하는 것이 최종 목표임. ○ 연구 목표대비 연구결과 [결과] 1. 마우스와 인간 소장 조직 유래의 오가노이드의 3차원 배양을 위한 조건을 확립하였으며, 증식된 오가노이드에서 소장 관련한 마커의 발현이 증가한 것을 확인하였음. 2. 마우스와 인간 소장 조직 유래의 오가노이드의 형성은 Lgr5+ 세포로부터 기원한다는 것을 밝혀내었으며, Lgr5+ 세포를 분리하여 오가노이드로 형성할 수 있는 배양조건을 최적화하였음. 본 배양조건과 관련한 내용으로 논문 1편, 특허출원 1편의 실적을 도출해냄. 3. 마우스의 방사선 직장염 모델을 최적화하여, 동물질병모델의 최적화를 도출해냄. 4. 최적화된 방사선 직장염 마우스 모델에 배양된 오가노이드를 이식하여 재생의 효과를 확인하였으며,재생된 조직에서 이식된 오가노이드를 추적/확인하였음. 5. 또한, 본 연구를 통해 오가노이드를 이식하기 위한 세포외기질의 개발을 진행하였으면, 여러 재료들 중에서 콜라겐을 이용한 이식에서의 오가노이드의 생착효율이 높음을 확인하였음. [결론] 본 연구를 통하여 방사선 직장염 질환에 있어서 장 오가노이드의 재생/치료효과를 검증하였으며, 관련 연구를 바탕으로 배양 및 세포외기질을 이용한 이식 방법의 최적화 등의 다양한 결과를 도출해낼수 있었음. ○ 연구개발결과의 중요성 ○ 장 줄기세포를 방사선에 의한 불응성 궤양 및 장 협착증 치료제로 개발하려는 최초의 연구 ■ 대부분의 방사선 직장염 치료제들이 대부분 항염증 치료와 같은 대증치료에만 기반을 두고 있으며 수술의 주 원인인 불응성 궤양이나 장 섬유화(협착) 치료제 개발은 매우 미약한 실정임. 불응성 궤양은 항염증 치료에 반응하지 않아 점막조직 재생이 일어나지 않으며 지속적인 점막조직 파괴와 점막하 조직의 외부노출은 장 섬유화(협착)를 유발시킴. 따라서, 본 연구는 장 줄기세포를 방사선 직장염에 의한 불응성 궤양에 정착시켜 손상된 점막조직을 신속하게 재생시켜 속발하는 장 협착을 억제하는 치료제를 개발하고자 함. ○ 기존 줄기세포 치료제와 다른 새로운 줄기세포 치료제 영역을 개척 ■ 배아줄기세포는 손상된 조직 재생을 목적으로 하지만 해당 조직에 완전하게 적합한 세포로 분화시키기는 매우 어려우며 종양발생 위험이 항상 존재함. 중간엽 줄기세포는 염증 조절을 통해 조직손상을 억제하는 것이지 손상된 조직을 직접적으로 재생시키는 능력은 없음. ■ 장 줄기세포에서 유래한 장 오가노이드는 방사선으로 인해 손상된 조직에 재생을 유발할 수 있는 재료를 넣어줌으로써 재생 및 치유를 직접적으로 유도할 수 있는 안전한 조직 재생 세포치료제임. ○ 임상적용이 용이한 세포치료제임. ■ 장 줄기세포 치료제는 대장내시경을 통한 자가 조직 확보가 가능하므로 골수 및 지방 등 다른 종류의 자가 유래 줄기세포 치료제에 비해 줄기세포 확보 과정이 안전하고 간단하여 추후 임상시험시 시료를 채취하기가 용이함. ■ 치료제 적용시에는 내시경을 이용해 병변부위에 직접 주입할 수 있도록 제작하기 때문에 비침습적인 시술만으로도 치료가 가능함. 이와 같이 시료의 채취와 치료제의 적용이 용이해 방사선 장염에 의한 불응성 궤양 및 장협착 치료제로 임상 적용하기 유리함. (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 김미선
• 주관연구기관 : 차의과학대학교
• 발행년도 : 20200300
• Keyword : 장 줄기세포;장 오가노이드;방사선 직장염;

□연구의 목적 및 내용 ∎ 망간기반 암치료 나노플랫폼 기술을 바탕으로 1) 방사선 병합치료 기술 개발 2) 면역조절 병합기술의 심화기술을 개발 3) 다양한 종양 이식 동물 모델 (피하 이식 모델/ 동소 이식 모델/전이 모델등)을 활용하여, 항암 효과를 검증하고 그 특성을 규명 4) 최적의 망간기반 암치료 나노플랫폼 기술 도출 ∎ 개발된 심화기술에 기반한 지식재산권 확보 및 창업에 필요한 핵심 요소기술들을 위한 개발 완료하여 상용화를 위한 과학적/임상적 근거를 제시 □연구개발성과 ∎ 논문 (총 5편 게재) -나노플랫폼의 면역치료 적용을 위한 포석으로 다양한 입자와 면역치료제를 병합한 문헌을 정립 -효과적인 Hypoxia 제거를 위한 ROS 반응형 나노 플랫폼 구축을 위한 연구 논문 게재 -Tumor 내 Hypoxia와 연관된 factor인 ROS의 조절에 관한 논문 게재 -나노플랫폼 구축에 따른 확장성(기업으로의 기술이전) 확보를 위한 논문 게재 ∎ 특허 (총 2건 출원) -암치료 나노플랫폼 구성 재료 중 하나인 Lgals3bp 생산 및 이의 용대에 관한 특허 출원 완료 -망간 담지 나노 플랫폼을 기반으로 한 복합치료 약물전달체 개발에 관한 특허 출원 완료 ∎ 국책과제 수주 (국책과제 4건, 연구용역 1건, 총액 88억) ∎ 연구소기업 창업 □연구개발성과의 활용계획(기대효과) ∎ 본 기술의 상용화를 위해 1) 임상연구 진행단계와 절차 2) 임상시험 승인절차를 확인하여 본 사업 이후(2024년~)에 실질적인 수익 및 일자리를 창출하기 위한 노력을 수행할 예정 ∎ 항암 병합요법의 플랫폼이 완성될 경우 다양한 암종에 적용할 수 있음 => 응용 범위 확대, 높은 가치 창출, 연구 활성화의 선순환 도출 (출처 : 요약문 4p)

• 연구책임자 : 박인규
• 주관연구기관 : 화순전남대학교병원
• 발행년도 : 20201200
• Keyword : 1. 산소발생 나노입자;방사선치료;면역치료;암 저산소증;활성산소종; 2. Oxygenic nanoparticles;Radiation therapy;Immunotherapy;tumor hypoxia;Reactive oxygen species;

□ 연구개요 ㅇ 폐암 방사선치료 후 발생하는 폐손상은 방사선 폐암치료의 적정 방사선량 투여를 제한하는 주요 장애요인과 동시에 높은 빈도와 심각성에도 불구하고 근본적이고 효율적인 치료법이 부재하여 시급한 개발이 필요함. ㅇ 본연구의 Lipoxin A4(LXA₄)는 항염증 효과로 알려진 lipoxin의 하나로, 일반적으로 주로 체내에서 분비되고 아스피린과 같이 흔한 NSAIDs 계통 약물에 의해서도 유도될 수 있는 lipid mediator임. LXA₄ receptor인 lipoxin A4 receptor/formyl peptide receptor 2 (ALX/FPR2)는 혈관내피세포에서 많이 발현된다고 알려져 있음. ㅇ 따라서 본 연구에서는 기도(airway)에서도 항염증 기능과 항섬유화 기능이 알려진 LXA₄의 방사선유도폐손상의 조절과 EndoMT에 미치는 영향과 조절 기전을 연구하고자 함. □ 연구 목표대비 연구결과 연구의 최종 목표 : 본 연구는 임상유사방사선폐손상 동물모델을 기반으로한 폐섬유화의 기전 연구로, LXA₄의 폐섬유화 조절 및 치료제 가능성을 확인하고, 혈관내피세포-간엽변형(endothelial to mesenchymal transition; EndoMT)을 타겟으로 하여 폐섬유화 조절 기전을 밝히고자 함. 최종적으로 LXA₄가 폐섬유화 극복과 종양의 완치율을 극대화하고, 환자의 삶의 질을 향상시키는 전기를 마련할 것을 목적으로 함. (1) 1차년도(2017): LXA₄의 방사선폐섬유화 억제효과 규명 • 방사선유도폐손상 모델을 이용하여 폐섬유화 관련 신호전달 단백질의 발현 profile의 연구와 LXA₄의 폐섬유화 억제효과 검증하였음. (2) 2차년도(2018): ALX/FPR2 연구를 통한 LXA₄의 방사선폐섬유화 EndoMT 타겟 조절 기전 규명 • 방사선폐섬유화 모델에서 LXA₄과 수용체인 ALX/FPR2의 발현양상을 혈관내피세포에서 관찰하였으며 관련 방사선폐렴 염증반응 단백질의 관찰과 관련신호기전에 대한 연구를 진행하였음. 또한 LXA₄를 생산에 관련있는 유전자 ALOX15/12의 발현에 대한 변화가 있음을 확인함. (3) 3차년도(2019): ALX/FPR2 silencing system을 이용 방사선폐섬유화 EndoMT 조절 기전 검증 • ALX/FPR2 siRNA와 WRW4 inhibitor를 사용하여 방사선폐섬유화에서의 LXA4의 역할을 확인하였음. □ 연구개발결과의 중요성 ㅇ 기술적 측면 : 본 연구에서의 LXA₄의 EndoMT 관련 기전 조절을 통한 폐섬유화 억제에 대한 연구결과는 새로운 신약개발에 필요한 기반 기술의 확립으로 제품화에 필요한 기초자료를 제공함으로써 난치성 질환의 치료개발의 기반을 제공하여 새로운 패러다임을 제시함. ㅇ 경제적․산업적 측면 : 방사선 손상치료제로 FDA 승인받은 항산화제인 Ethyol^R(amifostine)은 지난 2005년과 2006년의 각각 6개월간의 판매 매출은 평균 45million 달러에 육박함. 그러나 다양한 부작용을 보여 부작용이 더 적고 효능이 높은 손상 치료제의 개발이 절실히 요구됨. 이에 가장 적합한 약물은 분자 타겟을 통한 손상인자의 제어라 할 수 있음. 본 연구를 통한 새로운 신약 개발에 필요한 기반기술의 확립으로 First-in-Class의 개발을 위해 필요한 기초자료를 제공함으로써 특히 약물이 전무한 방사선에 의한 폐섬유화 제어제로서의 개발 가능성을 높임. ㅇ 사회적 측면 : 미래의 고령화 사회에 따른 질병의 진단 및 치료시 방사선 손상에 진단 평가 및 안전성 확보에 의한 삶의 질 향상이 가능함. 방사선생명과학에 대한 국제논문이 SCI impact factor가 국내연구진에 의해 계속 발간되고 있고 국제학회에서도 인정받고 있어 현재 세계 6위에 있는 원자력분야의 위상에 맞는 방사선생명과학 분야의 과학 선진성 및 방사선의 평화적 이용의 국제적 경쟁력 확보가 가능함. (출처 : 연구결과 요약문 3p)

• 연구책임자 : 김진모
• 주관연구기관 : 서울대학교
• 발행년도 : 20200600
• Keyword : 1. 방사선;방사선유도폐섬유화; 2. Lipoxin A4;EndMT;ALX/FPR2;

□ 연구개요 Big Data challenges are the next frontier in cosmological research, as state-of-the-art astronomical surveys (SDSS, DESI, LSST) are or will be soon providing enormous 3D atlases of galaxies and quasars by mapping increasingly larger volumes of the Universe. These unique datasets allow one to address pressing scientific open questions, such as the nature of the accelerated expansion of the Universe (i.e. Dark Energy), the rate of growth of structures, the summed neutrino mass, and Primordial non-Gaussianity (PNG) in the density field. The massive sample size along with the high dimensionality of Big Data introduce computational and statistical challenges: their interpretation requires the ability to simulate larger and larger volumes of the Universe with exquisite resolution over a wide range of scales, the modeling of additional components besides gas and dark matter, as well as fast analysis techniques and smart algorithms. To this end, high-resolution and high-fidelity cosmological simulations and cutting-edge mock catalogs, particularly in presence of massive neutrinos and dark radiation, are essential in order to interpret massive cosmic web data and control systematics. At the present time, there is a pressing demand for state-of-the-art cosmological simulations and mocks, especially including the effects of massive neutrinos at small scales. Our research is precisely filling this gap, providing key deliverables to advance our knowledge of the cosmos. □ 연구 목표대비 연구결과 The major goals of our proposal are to provide novel cosmological hydrodynamical simulations and state-of-the-art mock catalogs built from the largest simulation ever made (Outer Rim), and use those products in synergy with Sloan Digital Sky Survey (SDSS) data to map uncharted regions of the cosmic web with different large-scale structure (LSS) tracers - with a major focus on dark energy, neutrino cosmology, and PNG. The Sejong Suite, an extensive collection of over 300 state-of-the-art high-resolution cosmological hydrodynamical simulations primarily developed for modeling the Lyman-Alpha forest, has been designed for this purpose. Developed at KISTI, the suite spans a variety of cosmological and astrophysical parameters, including the dark sector; it is available to the scientific community, and represents a valuable asset for surveys such as eBOSS and DESI. In addition, we deliver a large number of Outer Rim state-of-the-art mock catalogs. These mocks have been used for the eBOSS challenge functional to the final analysis of the eBOSS DR16 galaxy sample. Outperforming with respect to our initial goals, in July 2020 we released a comprehensive analysis of the largest 3D map of the Universe ever created, filling the most significant gaps in our possible exploration of the Universe. Such results were presented in more than 20 papers, along with the most accurate constraints on cosmological parameters and neutrino mass to date. Our mock products were used in the eBOSS DR16 consensus cosmology, to quantify the global systematic error budget. We also released one of the most stringent bounds on PNG of the local type ever obtained from LSS data. □ 연구개발결과의 중요성 High-fidelity cosmological simulations and mocks, particularly including massive neutrinos and dark radiation, are essential for interpreting cosmological data. And smart algorithms are necessary for dealing with massive datases, such as those obtained by large-volume cosmological surveys. Moreover, our primary scientific goals (i.e. neutrino cosmology, the dark sector, and PNG) are at the forefront of contemporary research. In particular, ruling out one of the neutrino hierarchies would have a dramatic impact in particle physics, as its knowledge will complete the understanding of the neutrino sector and shed light into leptogenesis, baryogenesis, and the origin of mass. Finally, the release of the largest 3D map of the Universe ever created by the eBOSS collaboration marks a remarkable milestone, with numerous press releases worldwide. Such challenging achievement, made available to the scientific community, represents a legacy in astronomy, and a pathfinder for all of the next generation large-volume surveys (DESI, LSST, GMT). (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : Graziano Rossi
• 주관연구기관 : 세종대학교
• 발행년도 : 20201200
• Keyword : Simulations;Large-Volume Surveys;Large-Scale Structure;Neutrinos;Cosmology;Computational Methods;Dark Matter;Dark Energy;Big Data/Smart Algorithms;

□ 연구개발 목표 [최종목표] ⦁ 우주환경 AM0 기준 광전변환효율 35% 및 비출력 1.5 kW/kg 이상, 4keV 방사선 5kgy 노출시 생산 전력 감소율 10% 이하 및 수명 15년 이상의 특성을 갖는 고효율, 초경량, 고수명 위성용 유연 III-V 태양전지 개발 [세부목표] ⦁ 전이인쇄공정이 가능한 다중접합 모노리식 태양전지셀 에피구조 개발 및 유연 대체 기판에 인쇄된 다중접합 태양전지 모듈 구현 ⦁ 서브셀의 광전류량을 종합적으로 강화시킬 수 있는 선택적 광에너지변환 나노 발광물질 기반의 복합 luminescent waveguiding concentrator(LWC) 개발 ⦁ 방사선 보호 및 상위셀 광전류량 향상을 위한 신틸레이터 마이크로/나노입자 합성 및 소자로 적용 기술 개발 ⦁ 개발된 복합 LWC와 신틸레이터 입자층을 전이인쇄 기반의 태양전지 모듈에 적용하여 고효율, 고수명 태양전지 제작 □ 연구개발 내용 [세부연구 #1. 전이인쇄기반 초경량 고효율 유연 다중접합 III-V 태양전지 모듈 개발] ⦁ 전이인쇄용 다중접합 태양전지셀 에피구조 개발 및 유연 태양전지 모듈 구현 ⦁ Downshifting 기반의 LWC 요소기술이 적용된 전이인쇄기반 유연 태양전지 개발 ⦁ Downshifting 및 upconversion 기반의 복합 LWC 요소기술이 적용된 전이인쇄기반 유연 태양전지 개발 ⦁ 고효율, 초경량, 고수명을 위한 모든 요소기술들(복합 LWC, 신틸레이터 입자층)이 적용된 유연 태양전지 개발 [세부연구 #2. 초경량 유연 다중접합 셀의 효율 증가 및 방사선 환경에서의 고신뢰성 확보를 위한 요소기술 개발] ⦁ 에너지변환 downshifting 발광입자가 적용된 상위셀용 LWC 개발 ⦁ 플라즈모닉 금속 나노구조로 효율이 개선된 에너지변환 upconversion 발광입자 기반 하위셀용 LWC개발 ⦁ 광전류 향상 및 방사선 보호 신틸레이터 입자층 개발 ⦁ 기판 및 모듈 구조에 따른 방사선 향상 기술 개발 □ 활용계획 및 기대효과 (응용분야 및 활용범위 포함) [기술적 측면] ⦁세계 최고 수준의 고효율, 초경량, 고수명의 다중접합 III-V 태양전지 원천기술 보유 ⦁신개념 복합 LWC 기반 다중접합 III-V 태양전지 고효율화 기술을 다른 종류의 태양전지에도 적용하여 소자의 효율 향상에 기여 ⦁신틸레이터 입자 합성 기술 및 소자 응용 기술은 다른 종류의 태양전지의 방사선 저항력 향상에 적용될 수 있음은 물론 기타 우주용 반도체 기기들의 방사선 저항력 향상에도 활용 ⦁국내에 차세대 전이인쇄기술을 이전하여 관련 분야 선진국과의 기술 격차를 해소 [경제/산업적 측면] ⦁초경량, 고전력 에너지원 개발로 국내 우주용 태양전지 및 무인기 산업 기술 경쟁력 강화 ⦁스마트전자기기의 초경량, 유연 에너지원으로 활용 ⦁집광형 태양광발전 시스템의 가격 경쟁력 강화 ⦁저가의 신틸레이터 입자 기술로 인한 방사선 감지기 가격 절감 효과 (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 이성민
• 주관연구기관 : 국민대학교
• 발행년도 : 20200700
• Keyword : 1. 다중접합 III-V 태양전지;전이인쇄;복합 발광도파집적기;신틸레이터 입자;방사선 저항력; 2. Multi-Junction III-V Photovoltaics;Transfer-Printing;MultiSpectral Luminescent Waveguiding Concentrator;Scintillator Particle;Radiation Hardness;

◦ 방사선 안전 물리학적 선량평가 기술개발 ▪ 혈액조사용 팬텀 개발 및 방사선장 선질 분포 평가 ▪ 알파분광분석 시스템 구축 및 알파방출핵종 분석 기술 개발 ▪ 베타방출핵종 극 저준위 삼중수소 측정기술 개발 ▪ 감마방출핵종 동시합산효과에 대한 감마선 측정기술 개발 ▪ 유리선량계 판독시스템의 판독 성능 향상 ▪ 내부피폭 선량평가 코드 핵심 데이터 라이브러리 확립 ◦ 방사선 안전 생물학적 선량평가 시스템 개발 및 활용 방안 ▪ 국제기준(ISO)에 따른 전좌분석을 이용한 표준선량곡선 확립 ▪ AI 빅데이터 기술을 이용한 이동원 염색체 자동화 분석 프로그램 개발 연구 ▪ AI 자동화프로그램과 육안판독의 이동원염색체 표준선량곡선 상호 비교 분석 ▪ 생물학적 선량평가 기술을 이용한 교차분석 시험 참여 ◦ 국제공인기관 인정 및 운영 정상화 ▪ 국제공인기관 운영 정상화(방사선, 방사능 분야) ▪ 국제공인기관 측정심사 및 숙련도 시험 참고로 측정 능력에 대한 품질 검증 ▪ 국제공인기관 사후관리 (교정) 및 전환평가 완료 (교정/시험기관) (출처 : 요약서 3p)

• 연구책임자 : 강영록
• 주관연구기관 : 동남권원자력의학원
• 발행년도 : 20201200
• Keyword : 1. 품질보증;선량평가;표준조사;전좌;인공지능; 2. QA;Dosimetry;Standard irradiation;Translocation;AI;

□연구개요 • 사이클로트론의 양성자로 ⁹Be(p,n) 반응에서 생성된 고속중성자를 이용한 핵반응 연구 ♦ ²³²Th(n,f) 핵분열반응에서 핵분열 수득율 (yield) 분포 측정 ♦ 희토류 핵종 (La, Ce, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Tm, Yb, Lu) 과 구조재(Fe, Co, Ni, Mn, Cr, In, Cd 등)들의 고속중성자 유도 핵반응 단면적 및 핵이성체 수득율(Yield) 비 (IR) 측정 • 40-70 MeV 전자를 W 표적에 입사하여 생성되는 제동복사선을 이용한 핵반응 연구 ♦ ²³²Th(γ,f) 핵분열반응에서 핵분열 수득율 (yield) 분포 측정 ♦ 희토류 핵종 (La, Ce, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Tm, Yb, Lu) 과 구조재(Fe, Co, Ni, Mn, Cr, In, Cd 등)들의 감마-핵반응 단면적 및 IR 측정 □연구 목표대비 연구결과 • 사이클로트론의 양성자로 ⁹Be(p,n) 반응에서 생성된 고속중성자를 이용한 핵반응 연구 연구목표: 9개의 시료들에 대한 고속 중성자 유도 핵반응, 핵분열 반응단면적 및 핵이성체 수득율 비 (IR) 측정 연구 수행결과: ♦ ²³²Th, ¹⁹⁷Au, ¹⁸⁷Re, ^natMo, ^{155,156,157,158,160}Gd, ⁹³Nb, ⁸⁹Y, ¹⁰⁸Pd, ¹⁰⁰Mo, ^{161,162,163,164}Dy 시료들에 대한 중성자 유도 핵반응 단면적 및 IR 측정 결과들을 국제학술지에 11편의 논문 게재 ♦ ^natFe(a,x), ^natPd(p,x), ^natTa(p,x), ^natTi(p,x), ^natPd(p,x), ^natDy(p,x), ⁵⁹Co(p,x), ^natZr(p,x) 반응 단면적 및 IR 측정결과들을 국제학술지에 10 편의 논문 게재. • 40-70 MeV 전자를 W 표적에 입사하여 생성되는 제동복사선을 이용한 핵반응 연구 연구목표: 6개의 시료들에 대한 제동복사 유도 핵반응 단면적 및 핵이성체 수득율 비 (IR) 측정 연구 수행결과: ♦ ²³²Th, ^natIn, ^natNi, ⁵⁹Co,¹²⁷I, ^natDy, ¹⁴1Pr 시료들의 광-핵반응 및 광-핵분열반응 단면적 및 IR 측정결과들을 국제학술지에 9편의 논문 게재 □연구개발결과의 중요성 본 연구에서 측정한 중성자 유도, 하전입자 유도 및 감마선 유도 핵반응 혹은 핵분열과정에 대한 단면적 측정 데이터 및 핵이성체 수득율비(IR)들은 차세대 원자로 개발, 핵연료의 개량, 방사성 폐기물 처분, 핵융합 반응 연구, 핵의학, 동위원소 응용, 핵물리 및 천체핵물리학 연구, 환경 연구 등 다양한 분야에 필요한 기초자료로 활용되어 질 것이다. 그렇기 때문에 본 연구에서 핵득한 모든 데이터들은 IAEA의 데이터 베이스인 EXFOR (http://www-nds.iaea.org/exfor/exfor00.htm) 에 등재되어 활용되어 지고 있다. (출처 : 요 약 문 2p)

• 연구책임자 : 김귀년
• 주관연구기관 : 경북대학교
• 발행년도 : 20201200
• Keyword : 고속중성자 유도 핵반응 단면적 측정;하전입자 유도 핵반응 단면적 측정;제동복사 감마선 유도 핵반응단면적 측정;핵이성체 수득율 비(IR) 측정;한국원자력의학원의 MC50 사이클로트론;포항가속기연구소 100MeV 및 3GeV 전자가속기;