□ 연구 목표 및 내용 ○ 최종 목표 두 개 이상의 배아에서 나온 할구의 응집으로 얻은 키메라 배아는 기본 및 응용 생명공학에서 여러 응용 분야를 가지고 있으며 포유류의 초기 발달과 분화를 연구하는 데 유용한 도구 역할을 함. 자연발생 또는 형질전환 체세포주를 활용한 돼지 배아줄기세포 확립하여 그 세포주를 공여핵으로 활용한 핵이식 배아를 작성하며, 할구 응집법 또는 배반포 보완법을 이용해 키메라 배아를 생산함. 키메라 배아의 발달 및 이식 후 산자생산능력을 평가함. 이후 확립된 형질전환 키메라 유래 배아 및 산자의 정상성 및 키메라 특성을 평가함. ○ 전체 내용 이 연구는 흑색종 돼지의 자연발생 또는 형질전환 세포주를 구축하고, 이를 활용하여 키메라 배반포를 작성하는 기초연구를 수행한다. 체세포 핵이식을 통한 키메라 배반포 생산에는 자연발생 흑색종 돼지나 형질전환 돼지로부터 세포주를 얻어 조직학적 및 분자생물학적 특성을 분석하고, 세포주 동결보존 시스템을 개발하는 과정이 포함된다. 또한, 체외성숙 난모세포의 품질개선 연구를 통해 고품질 난모세포 생산시스템을 구축하고, 단위발생 난자를 이용한 난할구 응집법을 개발한다. 이어서, 체세포 핵이식을 통해 핵이식 배아 및 키메라 배반포를 생산하며, 특성분석을 수행한다. 이 과정에서 형태학적 관찰뿐만 아니라 Telomerase Activity, Methylation Pattern, 종양발현 여부 등을 확인하는 검사가 이루어진다. 또한, 비외과적 배아 이식법을 개발하고 키메라 질환모델 동물을 생산하는 과정에서 돼지 수정란 이식 적기를 조사하고 자궁 심부주입기를 활용한 후기배 이식기법을 개발한다. 키메라 도입 돼지 모델의 생산과 특성분석에서는 형태학적 관찰과 Telomerase Activity, Methylation Pattern, 종양발현 여부 등을 검사하여 키메라의 특성을 분석한다. 마지막으로, 흑색종 모델돼지의 유효성과 생식선전달을 통한 후대검증 생산 단계에서는 후대(F1, F2)에서 흑색종 발현 여부를 확인하는 실험이 진행된다. ○ 1단계 ◎ 연구 목표 ● 흑색종 (자연발생, 형질전환) 세포주 구축 ● 키메라 배반포 작성을 위한 기초연구 ● 체세포 핵이식을 통한 키메라 배반포 생산 ◎ 연구 내용 ● 자연발생 흑색종 돼지 또는 흑색종 형질전환 돼지로부터 세포주 구축 - 구축된 세포주의 조직학적, 분자생물학적 특성분석 - 세포주 동결보존 시스템 개발 ● 체외성숙 난모세포의 품질개선 연구 - 체외성숙 난모세포의 품질개선 연구를 통한 고품질의 난모세포 생산시스템 구축 ● 단위발생 난자를 이용한 난할구 응집법 개발 - 식물성혈구응집소(PHA-L; phytohemagglutinin-L) - 특수제작디쉬 등을 이용한 응집법 개발 - 배아 분할 시기에 따른 응집효율 검토 - 배반포 내 형질전환 줄기세포주 주입술 검토 ● 체세포 핵이식을 통해 핵이식 배아를 및 키메라 배반포를 생산 단위발생에서 구축된 할구 응집 및 배반포 내 세포이식술을 활용하여 체세포 핵이식 키메라 배아 작성 ● 키메라 배아의 특성분석 - 형태학적 관찰, Telomerase Activity 확인, Methylation Pattern 확인, 종양발현 등의 검사 ○ 2단계 ◎ 연구 목표 ● 비외과적 배아 이식법 개발 ● 키메라 질환모델 동물 생산 ◎ 연구 내용 ● 비외과적 배아 이식술 검토 - 돼지 수정란 이식 적기 조사 (배란확인 등) - 돼지 자궁 심부주입기를 통한 후기배 이식기법 개발 ● 키메라 도입 돼지 모델의 생산 및 특성분석 - 형태학적 관찰, Telomerase Activity 확인, Methylation Pattern 확인, 종양발현여부 검사 ● 흑색종 모델돼지의 유효성 및 생식선전달을 통한 후대검증 생산 - 후대(F1, F2)에서 흑색종 발현 여부 검사 □ 연구성과 연구의 정량적 연구성과로는 두 개 이상의 배아에서 얻은 할구의 응집을 통해 생성된 키메라 배아의 발달 및 이식 후 산자생산 효율을 수치로 평가가 있음. 이는 키메라 배아의 형태학적 특성과 산자 생산 능력을 정량적으로 측정한다. 또한 체외발달과 생식 성과를 확인할 수 있음. 본 연구과제를 통해 SCI급 논문 10편, 200개이상의 키메라 배아생산 및 이식하여 1두 이상의 키메라 돼지 개체를 만드는 것을 목표로 하고 있다. 정성적 연구성과로는 돼지 배아줄기세포를 확립하고, 이를 공여핵으로 활용하여 핵이식 배아를 작성하는 과정을 포함하며 할구 응집법이나 배반포 보완법을 이용하여 키메라 배아를 생산하며, 이러한 키메라 배아의 정상성 및 특성을 평가하는 것이다. 이러한 연구는 기본 및 응용 생명공학 분야에서의 다양한 응용 가능성을 제시하며, 특히 포유류 초기 발달과 분화에 대한 연구에서 유용한 도구로 활용될 수 있음을 시사한다. □ 연구성과의 활용 계획 및 기대효과 ● 생명공학 기술의 기초지식 제공 - 돼지 핵이식 수정란의 생물학적 특성에 대한 정보를 축적함으로써 핵이식기술을 이용한 응용분야에 기초 자료를 제공함. - 돼지 핵이식 수정란의 체외발육 및 체내생존성을 향상시킴으로써 핵이식기술에 의한 복제돼지 생산효율을 향상시킬 수 있음. - 타 축종의 배아줄기세포주 확립에 적용하여 효과를 검토함으로써 관련분야의 기술적 발전에 활용할 수 있다. - 배아줄기세포주 확립은 유전자를 조작한 형질전환 돼지나 바이오장기생산용 돼지 등 특수목적 동물의 생산효율을 증가시킬 수 있음. - 형질전환 키메라 동물의 생산효율 증진에 활용 - 유전자 발현을 조절을 통한 생체내 기능을 추적하는 대사체유전학 연구에 활용됨. - 형질전환 키메라 돼지 생산으로 의약학 및 생명공학 기반기술 개발 활성화에 기여함. - 형질전환 키메라 돼지의 생산 및 특정품종의 개량에 응용이 가능함, ● 의료산업 및 줄기세포치료법 개발의 기반확보 - 난자의 새로운 체외성숙시스템 개발은 동물뿐만 아니라 사람의 불임치료에도 이용 되어질 수 있음. - 현미수정란, 체외조작 수정란 등 관련기술에의 적용에 의한 기술적, 산업적 기반확보가 가능함. - 줄기세포는 현대 의학으로 치료가 어려운 난치병 치료에 사용 가능할 뿐만 아니라 신약 개발, 질병의 원인 규명 등 광범위하게 이용될 수 있음. - 돼지 배아줄기세포 연구는 인간의 배아줄기세포 연구의 모델이 될 수 있음. - 형질전환 기법을 통한 재생의학 분야의 치료용 세포 생산에 활용할 수 있음. - 관련 기술을 바탕으로 특허출원 검토 및 구체화. - 유관 기관 및 업체에 기술 이전 및 기술 이전료 징수가 가능함. (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 이주형
• 주관연구기관 : 세명대학교
• 발행년도 : 20240300
• Keyword : 1. 흑색종;키메라;형질전환동물;체세포핵이식;난할구 응집; 2. malignant melanoma;chimera;transgenic animal;somatic cell nuclear transfer;blastomere aggregation;

□ 연구개요 최근 맟춤의료 (personalized medicine)의 중요성이 커지면서 개인에 맞는 치료를 찾는 것이 중요해졌다. Breiman (2001)이 만든 랜덤 포레스트 (Random forest)는 널리 쓰이는 기계학습 방법의 하나로, 알고리즘이 분명하고 여러 통계 프로그램에서 설치되어 있어 널리 쓰이고 있다. Athey et al. (2019)는 이 랜덤 포레스트를 이용하여 개인별 이질적 치료효과를 계산하는 방법을 제시하고, Cui et al. (2023)은 Athey et al. (2019)의 방법론을 하나의 사건이 있을 때에 생존데이터에 대해서 치료효과를 랜덤 포레스트를 이용해서 계산하는 방법을 제시했다. 하지만 경쟁위험 데이터 (competing risks data)에서는 이질적 치료효과를 랜덤 포레스트를 이용해서 계산하는 방법이 제시된 바가 없다. 이 연구에서는 경쟁위험 데이터 (competing risks data)에서는 이질적 치료효과를 랜덤 포레스트를 이용해서 계산하는 방법론을 제시하고자 한다. □ 연구 목표대비 연구결과 이 연구에서는 Athey et al. (2019)과 Cui et al. (2023)에서 제시된 방법론을 바탕으로 경쟁위험 데이터에 대해서 랜덤 포레스트를 이용하여 인과효과를 계산하는 방법론을 만들었다. 이 방법은 Robinson (1988)의 추정함수를 랜덤 포레스트에 응용한 것으로, Breiman (2001)이 만든 랜덤 포레스트 방법론을 영향함수 (influence function)을 이용하여 누적사건함수 (cumulative incidence function)을 치료효과로 보고 추정하는 방법을 제시하였다. 이 때 Cui et al. (2023)에서 제시한 이중강건 (doubly robust) 랜덤 포레스트 방법을 경쟁위험 데이터에 적용해서 만들고 새롭게 Buckley and James (1979)의 방법을 응용한 랜덤 포레스트 방법 (BJ 랜덤 포레스트)를 제시하였다. 또한 Athey et al. (2019)과 Cui et al. (2023)에서 제시된 통계적 이론을 근거로 근사이론과 분산 및 신뢰구간을 계산하는 방식을 제시하였다. 시뮬레이션을 돌려보았을 때 평균제곱오차 상으로 Ishwaran et al. (2014)의 랜덤 포레스트를 이용한 방법보다 더 나은 결과를 보였다. 그리고 Radiation Therapy Oncology Group (RTOG 9410) 데이터에 이 방법론을 적용하였다. 그리고 하위그룹분석을 위해 선형회귀를 치료효과를 이용한 결과변수에 적용하는 방법을 제시하였다. □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) 이 연구결과를 경쟁위험 데이터 하에서 개인별 이질적인 치료효과를 계산하고 그에 따른 통계적 추론을 할 수 있는 방법을 제시했다. 이 통계적 추론을 할 수 있다는 것은 굉장히 중요한데, 통계적 추론을 함으로써 일반적인 기계학습 방법론이 가지고 있던 취약점을 보완할 수 있기 때문이다. 이 방법은 여러 방면에서 사용될 수 있다. 우선 의학에서 다양한 경쟁적인 질병이 있는 경우에 각 질병에 대한 개인별 이질적 치료효과를 측정할 수 있다. 또한 정책결정을 할 경우에 경쟁적인 사건들이 일어나는 상황에서 정책결정이 어떤 분야에 각 개인마다 어떤 효과를 불러오는지 파악할 수 있다. 그리고 각 치료효과 또는 정책효과의 통계적 유의성을 신뢰구간 계산을 통해서 검정할 수 있다. (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 조영주
• 주관연구기관 : 건국대학교
• 발행년도 : 20240300
• Keyword : 1. 경쟁 위험;랜덤 포레스트;이중 강건;인과 효과;하위그룹 분석; 2. Competing risks;Random forest;Doubly robust;Causal effect;Subgroup analysis;

□ 연구개요 본 연구는 암의 재발과 전이에 영향을 미치는 암 줄기세포를 치료하고자, 암 줄기세포의 특성분석을 기반으로 신호전달 경로와 그에 따른 세포 형질전환 및 종양 악성화 기전을 밝히고자 함. 암 줄기세포를 제거하는 표적 항암제의 표적이 될 수 있는 표적단백질이면서, 암에서 일어나는 면역회피 혹은 면역저항의 특징을 억제시킬 수 있는 단백질을 찾아 암 치료의 효능을 높이고자 함. 면역세포들과의 분자세포학적 작용 기전을 규명하여, 다각적인 방법을 통하여 효과적으로 암을 치료 할 수 있는 기반을 제공하고자 함. □ 연구 목표대비 연구결과 암 줄기세포 특성분석을 기반으로 특이적 과발현 유전자들을 선별하였으며, 선별된 유전자들에 의한 암의 악성화 조절기전을 밝혔음. 이 과정에서 선별된 유전자들은 여러 싸이토카인들과 관계가 있음을 확인하였고, 분비물질들에 의하여 면역세포의 활성화가 조절됨을 확인함. 선별된 특이적 과발현 유전자들은 BIRC5, CTNNAL1, KIF4A, MCM2, RanBP1, WDR34, MFG-E8, EMP3 임. 분비인자들의 경우, 각각의 과발현 유전자들과 묶어 BIRC5, KIF4A - PAI1, CTNNAL1, EMP3 - CCL2, MCM2, WDR34 - CXCL1, RanBP1 - IL18, MFG-E8 – IL8, 을 확인하였음. 각각의 특이적 과발현 유전자들의 발현 유무에 따른 T-세포에 미치는 영향을 확인하기 위하여 공동배양을 실시 하였으며, 그 결과 T-세포에 영향을 주는 유전자는 BIRC5, EMP3, MFG-E8 임을 확인하였음. 관련 내용으로 SCIE 논문 6편을 발표하였으며, 특허는 9개를 출원하였음. □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) 본 연구개발을 통해 획득한 유전자들의 경우 새로운 치료 표적으로 충분한 가능성을 확인한 바, 다양한 형태의 신규 약물후보물질의 표적으로 사용 가능 함. 또한, 다양한 분비인자들 또한 신규 약물후보물질의 표적으로 사용 가능 함. 선별된 표적 중 면역세포의 활성화에 관여하는 표적물질들은 일반적인 표적치료제의 역할 뿐 아니라 면역치료제로 사용가능 할 것으로 판단되며, 추가적인 연구의 밑바탕이 될 것으로 판단됨. 획득한 유전자들의 경우 방사선 저항능력이 있는 악성암의 방사선민감도를 증진시켜 방사선조사시 세포사멸을 유도하였음. 이에, 신규 약물로 개발시 방사선민감제의 역할도 가능할 것으로 사료됨. (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 김래권
• 주관연구기관 : 한국원자력연구원
• 발행년도 : 20240300
• Keyword : 1. 암줄기세포;신규표적;표적치료제;면역치료제;방사선민감제; 2. Cancer Stem Cells;New target;Targeted therapy;Immunotherapy drugs;Radiation sensitizer;

□ 연구개요 본 연구는 최근의 태양 관측결과를 근거로 하여, 태양 대기중에 널리 분포된 자기 플럭스 루프 (magnetic loop)의 동적 형성과 그에 수반하는 가열이라는 새로운 관점에서 태양 물리학의 중요 과제인 태양 대기 가열 문제를 해명하고자 한다. 즉 루프 내에서의 하강류 생성과정, 이 하강류와 저층 대기와의 충돌에 의한 열화 과정, 발생한 열에너지의 루프 상부를 향한 수송 과정을 포괄하는, 루프의 동역학적, 열역학적 진화를 관측을 근거로 한 이론적 고찰를 통해 규명하려고 한다. 이를 통하여, 종래의 연구에서처럼 태양활동영역을 단순히 그 형태에 따라서 분류하는 수준에서 벗어나, 그 구조와 진화에 따라 정량적으로 분류하는 방법을 제시하려고 한다. (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : Tetsuya Magara
• 주관연구기관 : 경희대학교
• 발행년도 : 20240300
• Keyword : solar atmospheric heating;solar dynamics and magnetism;magnetic flux emergence;solar active region;shock wave;nonlinear force-free field;numerical simulation;magnetohydrodynamics;

□ 연구개발 목표 및 내용 ◼ 최종 목표 ○ 핵사찰 시료 적시 채취·회수·분석 기술 및 절차 개발 ○ 지형·방사선 정보 기반 시료 채취·회수·분석 기술 및 절차 개발 ○ 프로브(probe) 기반 무인 방사선오염 탐지시스템 개발 ○ 무인 시료 채취 및 운반 장비 개발 ◼ 전체 내용 ◯ 1차년도 연구개발 (1) 사찰시료 검증(채취·회수·분석) 요건 개발 (2) 국내외 핵비확산·핵안보 측면의 무인 장비 개발 현황 분석 (3) 시료 형태 기반 채취 대표성(무게, 부피 등) 확보 방안 및 장비 적용(안) 도출 (4) 장비 및 절차 기술 성능요건(정량적, 정성적) 개발 ◯ 2차년도 연구개발 (1) 지형·방사선 정보 기반 시료 채취·회수·분석 절차 개발 (2) 전산모사 기반 프로브, 무인 시료 채취·운반 장비, 방사선 신호처리장치 상세설계 및 제작 (3) 장비 관제(제어)를 위한 신호 송수신 기법 개발 및 장비 적용(안) 도출 ◯ 3차년도 연구개발 (1) 시료 채취 Kit 설계 및 제작 (2) 프로브, 무인 시료 채취‧운반 장비, 방사선 신호처리장치 시작품(Prototype) 제작 및 특성평가 (3) 프로브 전개 모델 및 전송신호 분석 기반 핵물질 위치탐지 기법 개발 ◯ 4차년도 연구개발 (1) 채취 시료의 정보관리 연속성(Chain of Custody) 확보 방안 수립 (2) 위치 정보 시각화 알고리즘 및 프로그램(3D plotting) 개발 (3) 시스템(장비), 기능, 성능평가, 품질 요구사항 반영 알고리즘 및 사용자 인터페이스(UI) 개발 (4) 토양 기후 특성 등을 고려한 모의 환경 조성, 성능평가(out-field test) ◯ 5차년도 연구개발 (1) 장비운영 및 시료채취 절차서 통합 (2) 성능평가 기반 개선(안) 도출 및 적용 ◼ 1단계 ❏ 목표 핵사찰 시료 적시 채취·회수·분석 기술 및 절차 개발(prototype 설계 및 제작) ❏ 내용 ○ 방사선 탐지 프로브 개발 ○ 무인 시료채취 및 운반 장비 개발 ○ 장비 관제(제어)시스템 개발 ○ 지형·방사선 정보 기반 시료 채취·회수·분석 기술 및 절차 개발 ◼ 2단계 ❏ 목표 핵사찰 시료 적시 채취·회수·분석 기술 및 절차 현장 적용성 평가 ❏ 내용 ○ 장비 관제(제어) 장치 및 운영 프로그램 개발 ○ 개발 장비 현장 적용성 평가(성능평가) 및 보완 ○ 시료 채취·회수·분석 기술 및 절차 개발 □ 연구개발성과 ■ 정성적 결과물 ■ □ 방사선 탐지 프로브 개발 ○ 소형 계측기 기반 프로브의 개발동향 ○ 1 세대 감마 계측 프로브 설계 및 제작 - CsI, GAGG 등 소형검출기 적용 가능 센서 특성 비교 - CsI(Tl) 섬광체 기반 계측 프로브 상세설계 및 운용(안) 도출 - CsI(Tl) 섬광체 기반 계측 프로브 회로 및 구조부 설계 ○ 2 세대, 2.5세대 감마 계측 프로브 설계 및 제작 - 플라스틱 섬광체를 이용한 검색 효율 향상 연구 - PVT 섬광체 기반 방사선 계측기(프로브) 세트 제작 및 성능 최적화 연구 - CsI(Tl) 섬광체 기반 프로토타입 성능 평가 - 신호처리 기구부, 소형화 및 경량화 방안 개발 ○ 3 세대 감마 계측 프로브 제작 및 테스트 - 성능개선 된 스펙트럼 기반 프로브 세트 제작 및 평가 - 실제 사찰환경에서 전체 시스템 구동 테스트 ○ 프로브 전개 모델 및 전송신호 분석 기반 핵물질 위치탐지 기법 개발 - 프로브 전개 모델 (프로브의 측정영역 최적화, 시나리오기반 전개방식 및 구역설정(안)) - 계측신호 기반 위치 판별 알고리즘 (머신러닝, 베이지안 기반) ○ 운용 소프트웨어 개발 - 정보 송수신 및 장비 관제 프로그램 - 관제(제어) 시스템 설계 및 시작품 제작 □ 무인 시료채취 및 운반 장비 개발 ○ 무인 시료 채취 기법 개발 및 장비 적용(안) 도출 - 무인지상체의 기본 구조 - 토양시료 채취 시 필요한 기능요건 - 핵물질 시료 채취 시 필요한 기능요건 - 표면시료 채취 시 필요한 기능요건 - 보관 및 이송 ○ 전산모사 기반 장비 설계(안) 도출 및 성능 요건(정량적, 정성적) 개발 - 3D 모델링 및 시뮬레이션 - 설계 및 해석 내용의 범위 - 토양 채취용 무인 지상체 설계 및 해석 - 핵물질 시료 채취용 무인 지상체 설계 및 해석 - 표면시료 채취용 무인 지상체 설계 및 해석 □ 장비 관제(제어)시스템 개발 ○ 장비 관제(제어)를 위한 신호 송수신 기법(연속성, 무선신호 분리, 보안, 다중모드 등) 개발 - 광대역 또는 국소지역 무선 신호 송수신 관련 선행기술 조사 - 부분적 탈중심화된 모바일 무선통신망 구축 연구 - Mesh Router와 결합된 환경정보 측정 및 전달 시스템 개발 - Mesh Router 전용 정보수집 장치 개발(안) ○ 방사선 정보처리장치(Data Acquisition System, DAS) 개발 - 검증 대상지역 내 현장 제어 및 정보 취합 시스템 개발 (NEXUS, EGID) ○ CoK 기반 현장 채취 작업 환경 측정 데이터 로그 시스템 개발(EGDT) - 현장 채취 작업 환경 측정 필수 요구사항 분석 - 데이터 로그 시스템의 구성 - 장비 활용 및 계획 ○ 위치정보 3차원 시각화 알고리즘 및 프로그램 개발 □ 지형·방사선 정보 기반 시료 채취·회수·분석 기술 및 절차 개발 ○ 시료 형태 기반 채취 대표성(무게, 부피 등) 확보방안 개발 - 국내외 조사기관(IAEA, USEPA, USGS 등)의 시료 채취, 보관, 운송 관련 절차 요건 검토 - 시료 채취 시 조사지점의 대표성 확보 방안 - 핵사찰용 채취 시료의 대상 및 적용 방안(안) - 깊이, 핵종 등 ○ 시료 채취(지점, 횟수, 방법 등) 절차(안) 개발 - 시료 채취 전 준비사항(위험요소 설정 기반 보호구 및 기구) 설정 - 토양 시료채취 흐름 및 절차서 도출 - 표면 시료채취 흐름 및 절차서 도출 ○ 시료 채취 KIT 설계 및 제작 - 주변국의 상황 발생을 대비한 미신고지역의 시료채취 키트의 필요성 정립 - 미신고 지역에서 활용 가능한 시료채취 키트 및 절차 구축 ○ 시설 구축 및 분석 정밀도 향상 방안 도출 - 토양시료 전처리 시설 구축 - 교차분석 플랫폼 활용 ○ 시료 채취·회수·분석 통합절차서 ■ 정량적 결과물 ■ ○ 원자력안전기술보고서(N-STAR) 13건 < 1차년도 > - “핵사찰용 시료 적시 탐지·채취를 위한 무인장비 최신 개발동향” - “핵사찰용 토양시료 채취 및 분석 절차 수립을 위한 국내외 기술기준 및 연구동향 분석” < 2차년도 > - “핵사찰용 토양시료 채취 절차 수립 연구” - “토양시료 채취 방법과 무인 지상체 기능요건 설계” - “은닉핵물질 탐지를 위한 소형 검출기 개발” < 3차년도 > - “핵활동 검증을 위한 미신고지역의 환경 시료채취 절차 구축 및 키트구성“ - “소형 감마선 계측기 및 머신러닝을 이용한 방사선원 위치 추정 알고리즘 개발” < 4차년도 > - “검증 대상지역 내 현장 제어 및 정보취합을 위한 운용 소프트웨어 프로토타입 설계” - “미신고지역의 핵사찰을 위한 토양‧핵물질‧표면시료 채취 및 운반용 무인 지상체 기능부 설계” - “고방사선 상황에서 비핵화 검증용 시료채취를 위한 무인 시스템 개발” - “비핵화를 위한 토양시료 채취‧운반‧교차분석‧보관 방법론” < 5차년도 > - “비핵화 상황 시 현장 환경‧위치 정보 송수신을 위한 휴대형 장치 개발” - “미신고지역에서의 시료채취 및 정보수집을 위한 통합 절차서 및 운영 방법론” - “미신고지역의 은닉핵물질 탐지를 위한 CsI(Tl) 섬광체 기반 고성능 전개형 검출기 개발”(제출완료 평가예정) ○ 국내외학술대회 논문 총 21건 < 1차년도 > - “Technical review on R&D trends in Unmanned System for safeguards Inspection“, 한국방사성폐기물학회 2019 춘계 학술대회 - “Study of Soil sampling Procedure for safeguard inspection“, 한국방사성폐기물학회 2019 춘계 학술대회 < 2차년도 > - “Sampling and Analysis Plan for Investigation of Undeclared Nuclear Activities,” Waste Management Symposia 2020 in Phoenix, Arizona - “Modular Gamma Probes to Detect and Localize a Radioactive Hotspot,” 한국방사성폐기물학회 2020춘계 학술대회, Online - “Strategy against the Investigation of Soil Samples for Denuclearization of Neighboring Contries,” 한국방사성폐기물학회 2020춘계 학술대회, Online - “Design of Partial Decentralized Mobile Colsed Network using Wireless Mesh Architecture,” 한국방사성폐기물학회 2020춘계 학술대회, Online < 3차년도 > - “Developing a Remote Mapping Device for Radiation Monitoring and Investigation” IRPA-15 - “A Study on Decentralized Mobile Wireless Network in Restricted Areas for Denuclearization”, 한국원자력학회 2021 춘계학술대회 - “ A Study to Suggest the Sequences and Considerations of Soil Sampling for Nuclear Verification”, 한국원자력학회 2021 춘계학술대회 - “The New Modular Gamma Probes for Finding out Hidden Nuclear Materials in a Restricted Area”, 한국방사성폐기물학회 2021 춘계학술대회 - “고방사성 핵종 운반시 CoK 확보를 위한 데이터 로그 시스템 개발”, 한국방사선 방어학회 2021 추계학술대회 - “방사능 사고 신속대응을 위한 방사선 측정시스템 실증연구”, 한국방사선 방어학회 2021 추계학술대회 - “고방사선 지역 내 시료 채취 및 운반용 무인 지상체 기능부 설계”, 한국방사선 방어학회 2021 추계학술대회 < 4차년도 > - “주변국 비핵화 검증목적 시료 채취‧운반 기술 개발”, 2022년 한국화생방방어학회 춘계학술발표회 - “고방사선 지역 내 시료 채취 및 운반을 위한 인간형 무인체 기능부 목업설계”, 2022년 한국화생방방어학회 추계학술발표회 - “Design Improvement on Reducing Angular Dependence of Gamma Probe for Detecting Radioactive Contamination”, 2022년 추계 방사성폐기물학회 - “Compensation method for performance degradation of the SiPM according to temperature using the variation of the measurement count”, 2022년 추계 방사성폐기물학회 < 5차년도 > - “Calibration Method on SiPM Temperature and Detector Sensitivity for Gamma Probe”, 2023 Symposium on Radiation Measurements and Application - “Study on the applicability of double sensor measurement method to obtain distribution direction of the gamma probe”, 한국방사성폐기물학회 2023 춘계학술발표회 - “플라스틱섬광체와 SiPM을 이용한 고농도 중성자 방출선원 위치탐지 장치개발”, 한국화생방방어학회 2023 추계학술발표회 - “미신고지역 내 채취시료의 CoK 유지를 위한 현장 실시간 정보취합장치(EGDT) 개발”, 한국방사성폐기물학회 2023 추계학술발표회 ○ 지식재산(특허출원) 3건 - 미지의 방사성 물질 탐지를 위한 전개형 소형 방사선 검출 시스템 및 그 방법(대한민국, 원자력통제기술원, 출원번호 01-2021-0086248) - 시료 채취 장비 및 시료 채취 방법(대한민국, 원자력통제기술원, 출원번호 10-2023-0075469) - 다중선원 탐지를 위한 전개형 방사선 검출 장치와 시스템 및 방법(대한민국, 원자력통제기술원, 출원번호 10-2023-0193454) ○ 지식재산(특허등록) 1건 - 미지의 방사성 물질 탐지를 위한 전개형 소형 방사선 검출 시스템 및 그 방법(대한민국, 원자력통제기술원, 등록번호 10-2562007) ○ 시제품 제작 8건 - LoRa 기반 스펙트럼 방식의 방사선 계측 프로브(v1.0) - Wifi 기반 스펙트럼 & 플라스틱 방식의 방사선 계측 프로브(v2.0, v2.5) - 무인체 시료채취 기능부(프로토타입) - 개인 CoK 유지장치 - 무선자체망 유지장치 - 무인체 시료채취 기능부(시작품) - 현장 환경‧위치 정보 송수신(EGDT) - 감마선 계측 프로브 고성능모델(v3.0) ○ 국내외 논문 4건 (23. 12. 27. 논문 1편 평가중) - 미신고지역의 환경 방사선 검출을 위한 전개형 검출기 개발, (방사선산업학회지, 15권 4호) - Preparation and consideration of sample collection in undeclared areas for denuclearization verification (JNFCWT, 19권 4호) - Development of a CsI(Tl) scintillator based gamma probe for the identification of nuclear materials in unknown areas (JINST, 17호) - Machine learning algorithm for localization of nuclear materials based on gamma probe data to verify the denuclearization (JKPS, 83권 10호) - Bayesian Approach for Inferring Two-Dimensional Location of a Radioactive Material Using Distributed Detectors (RPC, 평가중 ) □ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 ○ 활용계획 - 핵실험, 테러, 방사성 물질 불법거래 탐지 등 다양한 국가안보분야로의 활용 - 국제사회 인증을 통한 미신고 핵활동 탐지, 채취, 분석 절차화 추진 및 적용 - 상호사찰, 신고 시설 검증 등 시료 채취·분석과 관련한 다양한 상황에 대한 국가적 대응능력 배양 - 원자력시설의 제염, 해체 및 폐기 등의 상황 시 작업자 접근이 어려운 지역의 사전조사 또는 방사능 오염이 제거되었음을 검증하기 위한 모니터링에 활용 - 방사능 테러 대응 훈련 등의 훈련장비 및 사찰관/국가검사원 교육 교보재로 활용 ○ 기대효과 - 비핵화 관련 선제적 절차 수립 및 관련 기술 확보 - 무인 핵물질 탐지·채취·회수·분석 분야 기반 기술 확보 - 산업체 참여유도 및 기술이전을 통한 경제적 이득 도모 - 시료 채취 균일성 및 안전성 확보 (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 김명수
• 주관연구기관 : 한국원자력통제기술원
• 발행년도 : 20240300
• Keyword : 1. 채취;회수;분석;절차;무인; 2. Sampling;Extraction;Analysis;Procedure;Unmaned;

□ 연구개발 목표 및 내용 ◼ 최종 목표 ○ 원자력시설 안전조치 검증용 핵물질 연대측정 핵심기술 개발 - Pu-Am, Pu-U 붕괴반응 이용 플루토늄 연대측정 핵심 분석기술 개발 - Pu-Am, Pu-U 연대측정 기법 개발 ◼ 전체 내용 ○ 본 연구는 방사성 물질의 붕괴 특성에 기반을 두어 핵물질 연대 즉, 핵물질 정제 이후 경과시간을 측정하는 기술을 개발하는 것임 ○ 핵물질 연대측정 기술은 물리적, 화학적, 동위원소 특성 등 여러 변수들과 함께 핵물질의 이력을 알 수 있는 중요한 기술로서, 시설안전조치 사찰시료 분석, 핵활동의 추정과 검증, 미신고/미확인 핵물질의 출처 파악 등에 필수적으로 소요되는 기술임 ○ 다양한 연대측정시계를 이용한 핵물질 연대측정 기술 개발을 위해, Pu-Am과 Pu-U 연대측정시계 (radiochronometer)를 이용한 플루토늄 연대측정기법을 개발하는 것임 ○ 청정시험시설과 극미량 핵물질 분석장비를 활용하여, 피코그램 (pg)급 극미량의 아메리슘과 우라늄을 모핵종인 플루토늄으로부터 순수분리하여 동위원소희석법에 따라 정량분석하는 요소기술을 1-2차년도까지 개발하고, 이에 기반한 연대측정 핵심 기술을 3차년도까지 개발 완료 및 검증 ○ 핵물질 연대측정 알고리즘과 핵물질 별 연대측정 절차를 개발하여 연대측정용 전산 S/W 개발에 활용하고, 개발한 연대측정 기술을 국제협력 등의 방법으로 검증 ◼ 1단계 ❏ 목표 ○ 시설 안전조치 검증용 핵물질 연대측정 요소기술 개발 ❏ 내용 ○ 1차년도 (2021.04.01.~2021.12.31) - 핵물질 유형 별 연대측정 알고리즘 개발 - 플루토늄 매질 내 극미량 아메리슘 순수 분리 기술 및 정량 분석법 개발 ◼ 2단계 ❏ 목표 ○ 시설 안전조치 검증용 핵물질 연대측정 핵심기술 확립 ❏ 내용 ○ 2차년도 (2022.01.01.~2022.12.31.) - Pu-Am 붕괴반응 이용 플루토늄 연대측정기법 개발 - 동위원소희석질량법에 의한 피코그램 (pg)급 Pu, Am 정량분석법 개발 - 표준시료를 이용한 Pu-Am 연대측정 핵심기술 검증 - 핵물질 연대측정 전산 S/W 설계 ○ 3차년도 (2023.01.01.~2023.12.31) - 플루토늄 매질 내 피코그램 (pg)급 우라늄 순수분리기술 및 정량분석법 개발 - Pu-U 붕괴반응 이용 플루토늄 연대측정기법 개발 - 표준시료를 이용한 Pu-U 연대측정 핵심기술 검증 - 핵물질 연대측정 절차서 개발 - 핵물질 연대측정 전산 S/W 개발 □ 연구개발성과 ○ 핵물질 유형 별 연대측정 알고리즘 확보 ○ 동위원소희석법에 의한 피코그램 (pg)급 핵물질 정량분석 기술자료 생산 ○ 플루토늄 매질 내 아메리슘 및 피코그램 (pg)급 우라늄 순수 분리 절차 및 정량 분석 기술자료 생산 ○ Pu-Am, Pu-U 붕괴반응 이용 플루토늄 연대측정기법 절차 확보 ○ 핵물질 연대측정 전산 S/W 및 핵물질 연대측정 절차서 확보 ○ 핵물질 연대측정 연구 관련 학술 발표, 논문 게재, 저작권 등록, 안전기술보고서 발간 및 핵물질 전문분석 인력 양성 □ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 ○ 핵물질 생산시기 추정기술 확보를 통한 국가 핵안보 및 시설 핵안전조치 역량 강화 ○ 국내 미신고/미확인 핵물질 발견 시 이력추적 등 신속 대응을 통한 국가 안전역량 제고 ○ 우라늄 농축, 플루토늄 재처리 등의 주변국 핵활동을 통해 생산된 핵물질의 생산 시기 추정에 활용 ○ 방사붕괴반응에 기반한 핵물질 생산연대 추정 핵심기술 개발을 통해 선진국 수준의 핵활동 검증 기술을 확보함으로써 주변국 핵활동 검증 역량을 향상시키는 한편, 향후 북한 비핵화를 대비하여 정부의 적극적인 역할 수행이 가능하도록 기술 지원 능력 확보 (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 정근호
• 주관연구기관 : 한국원자력연구원
• 발행년도 : 20240300
• Keyword : 1. 핵물질;연대측정법;우라늄;플루토늄;동위원소희석법; 2. nuclear material;Radio-chronometry;uranium;plutonium;isotope dilution mass spectrometry;

□ 연구개요 진공 내 플라즈마 전자빔 가속장치를 활용하여 상대론적인 전자빔 소용돌이 발생 기반 체렌코프 방사 조건에서 각운동량(OAM) 특성을 가지는 꼬인 광자 편광 현상을 실험을 통하여 확인하고, 플라즈마상태의 진공소자내부에서 판드로모티브 힘(Ponderomotive force)으로 인하여 발생한 항적장에서 포획된 전자-양전자 쌍의 준안정의 원자상태인 포지트로늄(Positronium; Ps)의 전자기 공명 조건을 유도할 수 있는 테라헤르츠(THz) 전자기파 발생 기술을 연구하여 분자 영상 원천기술 확보를 통한 의료 영상시스템에 적용 □ 연구 목표대비 연구결과 ● 1차년도 (2021년6월~2022년2월) 진공소자기반의 플라즈마 전자빔 가속장치를 통한 광자발생 연구 - CCD 카메라를 이용하여 상대론적인 전자빔 소용돌이 발생 확인 - Heterodyne 방법을 이용하여 주파수 및 출력 측정 - 동축빔 회전 렌즈의 Cold test, 진공소자의 Hot test, 편광된 광자 패턴 분석 ● 2차년도 (2022년3월~2023년2월) 플라즈마 항적장 가속기 기반 고출력 테라헤르츠파 발생원 구축 - Double Heterodyne 방법을 이용하여 공진주파수 및 출력 측정 - 액시콘(Axicon) 렌즈를 통한 편광된 베셀빔의 표적화 실험연구 - 포지트로늄의 초미세 에너지 준위 갈라짐을 위한 테라헤르츠파 전자기 공명 조건 최적화 실험 연구 ● 3차년도 (2023년3월~2024년2월) 영상화 구현을 위한 위한 포지트로늄 검출 시스템의 성능 시험 - 포지트로늄의 수명 시간은 양전자 소멸 수명 분광법을 이용을 통한 영상화 실험 기법 확립 - 테라헤르츠파-광변환된 포지트로늄 기술 확보를 통한 분자정밀 영상화시스템 구축 - 양전자단층촬영과 융합하여 THz-PET 영상화 시스템 가능성 연구 □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) 본 과제를 수행하여 테라헤르츠파-광변환된 포지트로늄 발생 기술 확보를 통한 분자정밀 영상화 시스템 구축과 포지트로늄의 수명 시간 측정 양전자 소멸 수명 분광법을 이용을 통한 영상화 실험 기법 확립을 이루어 낸다. 포지트로늄 상태의 분광학적 정보를 영상화 하는 PET-THz 융합 연구는, 양전자 방출 단층촬영에서 발생하는 감마선에 따른 방사선 노출 영향에 대한 것과 테라헤르츠 이미징 기법에서의 수분 흡수율이 높고 투과성이 상대적으로 떨어질 수 있는 기존의 문제점을 포지트로늄 상태의 생체 분자의 영상화를 통하여 보다 정밀하고 비침습의 개량형 연구를 수행할 수 있다. 생체 분자영상 연계연구 원천기술 확보를 하여, 비임상 실험을 수행하여 질병을 조기에 진단하고 동시에 치료를 수행하는 테라그노시스(Theragnosis) 연구에 활용할 수 있도록 향후 연계연구에 적용할 계획이다. (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 민선홍
• 주관연구기관 : 서울대학교
• 발행년도 : 20240300
• Keyword : 1. 체렌코프방사;궤도각운동량;스핀각운동량;테라헤르츠파;생체분자영상; 2. Cherenkov Radiation;Orbital Angular Momentum;Spin Angular Momentum;Terahertz Wave;Biomolecule Imaging;

비공개항목입니다.

• 연구책임자 : 조원기
• 주관연구기관 : 한국과학기술원
• 발행년도 : 20240100
• Keyword : 1. 초고해상도 이미징;조로증;자연노화;핵막변형;라미나층; 2. Super-resolution imaging;Progeria;Natural aging;Nuclear deformation;Lamina;

□ 연구개발 목표 및 내용 ◼ 최종 목표 ○ 방사선치료기기별 품질관리 세부 개선안 및 안전규제 기술 개발 ◼ 전체 내용 ○ 국내외 방사선치료기기별 품질관리 현황 분석(‘22) - 일반 LINAC, MR-LINAC, Tomotherapy, CyberKnife, HDR Brachytherapy, GammaKnife, 양성자치료기, 중입자치료기별 해외 선도국의 방사선치료기기 품질관리 기술(프로토콜, 기술보고서 등), 품질관리 이행현황 분석, 검증체계(규제체계, 독립적 품질감사 등) 확보 - HDR Brachytherapy, IAEA, COCIR, EFOMP, ESTRO, AAPM, ASTRO 등에서 권고하는 방사선치료기 및 치료기술 대비 적정 인력 및 교육훈련 현황 분석 - HDR Brachytherapy, 국내외 방사선치료기기 품질관리 규제체계 조사 및 분석 ※ 양성자 및 중입자 등 입자치료기에 초점을 맞추되 선행연구가 이루어진 RG 및 RI의 경우는 보완하는 수준에서 정리 ※ 예상성과물: 국내외방사선치료기기별 품질관리 이행 현황 및 규제 체계 비교분석 보고서(안전기술보고서 1건), 일반 방사선치료기별 품질관리 절차 및 지침서(방법론 1건) ○ 국내 치료방사선 사용기관을 위한 방사선치료기기별 품질관리 세부 이행 기준 개발(‘23) - 품질관리 전문인력 기준 및 교육 훈련 방안 도출 - 일반 방사선치료기 품질관리 이행 현황 파악 및 표준 지침서 개발 - 신형 방사선치료기 및 입자방사선치료기 품질관리 표준 지침서 개발 - 방사선치료기기별 규제 적용 방안 도출 ※ 양성자 및 중입자 등 입자치료기에 초점을 맞추되 선행연구가 이루어진 RG 및 RI의 경우는 보완하는 수준에서 정리 ※ 예상성과물: 치료기기별 품질관리 규제 이행을 위한 필수 적용 항목 제안 보고서(안전기술보고서 1건), 입자(양성자, 중입자) 방사선치료기별 품질관리 표준 지침서(방법론 1건) ◼ 1단계 ❏ 목표 ○ 국내외 방사선치료기기별 품질관리 이행 현황 및 이행 체계 비교 분석을 통한 국내 방사선치료기기 품질관리 표준 지침(안) 개발 및 규제 적용 방안 도출 ❏ 내용 ○ 국내외(국제기준, 해외 주요국) 방사선치료기기 품질관리 규제 체계, 이행 현황 등 조사 및 분석 (2차년도) - 제도화 여부, 관리항목 및 오차 설정범위, 독립적 품질감사 현황, 전문인력 교육 및 훈련 ○ 국외 신규 및 입자(양성자, 중입자) 방사선치료기기 품질관리 현황 및 기술수준 분석 (2차년도) ○ 방사선치료기기 품질관리 세부 개선 사항 도출 및 이행 기술 개발 - 치료기기별 주요 항목 도출, 대표 품질관리 방법론(관리항목, 측정절차 등) 개발 (3차년도) ○ 국내 신규 및 입자(양성자, 중입자) 방사선치료기기 품질관리 기준 제시 (3차년도) - 방사선치료기기 품질관리 표준 지침 수립 및 적용 방안 도출 - 표준 지침(안) 국내 규제 적용 방안 도출 ※ 양성자 및 중입자 등 입자치료기에 초점을 맞추되 선행연구가 이루어진 RG 및 RI의 경우는 보완하는 수준에서 정리 □ 연구개발성과 ○ 정성적성과 - 국내외 방사선치료기 품질관리 이행현황 분석 - 국내외 신규 및 입자 방사선치료기 표준 지침(안) 현황 분석 - 국내외 독립적품질감사 시스템 현황 분석 - 한계점 및 규제기술 개선방향 분석 - 결론 및 활용방안 ○ 정량적성과 - 국제학술지(SCIE) 논문게재 1건, 국제학술대회 발표 2건, 국내학술대회발표 3건, 안전기술보고서(N-STAR) 1건, 특허디자인등록 1건 □ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 ○ 활용계획 - IAEA QUATRO와 같은 국내 종합방사선치료기 품질관리 지침서 출판에 활용 - 원자력안전법 제53조 (방사성동위원소⋅방사선발생장치 사용 등의 허가)에 따라, 원자력안전위원회고시 제2019-06호 (의료분야의 방사선 안전관리에 관한 기술기준) 제5조 (품질관리)의 이행현황 점검을 위해, 의료기관, 학회 등 이해관계자 의견 수렴 및 규제 경험 피드백을 통한 표준 지침 수립 - 전반적인 방사선치료기기 품질관리 이행 지침 개발 및 현장 적용 ○ 기대효과 - 고선량 방사선치료기기의 투명한 품질관리 지침 수립으로 국민 신뢰도 제고 - 국내외 의료방사선 품질관리 규제 체계 비교 및 고시 개정 이후 각 기관별 이행 수준 파악 - 국내 방사선치료기기 품질관리 체계 고유 특성을 고려한 규제 지침 개발 시 활용 - 품질관리 기술 및 전문인력 수준 향상에 따른 의료방사선 안전성 강화 (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 김금배
• 주관연구기관 : 한국원자력의학원
• 발행년도 : 20240400
• Keyword : 1. 방사선치료기기;품질관리;전문인력;교육훈련;독립적품질감사; 2. Radiotherapy Equipment;Quality Control;Quality Expert;Education and Training;External Quality Audit;

□ 연구개요 • 전략적 전극 소재 개발: 액체금속이 갖는 고유 속성, 상온에서 쉽게 접근할 수 있는 가융성(Fusibility)에 따른 자가 치유(Self-healing)적 특성을 리튬금속전지(Lithium Metal Battery, LMB)의 전극 소재에 활용하여 리튬의 수지상결정(Dendrite) 생성을 억제하고 충/방전시 유발되는 전극의 큰 부피팽창에 유리하도록 전극 소재를 디자인 • 전극제조의 새로운 개념 제시: 기존 선 소재합성 후 전극제조와 같은 전지의 전극개발 과정에서 벗어나 전극 안에서 발생하는 전기화학 반응을 소재합성법으로 활용하여 설계함으로써 전극제조의 추가 공정 없이 전기화학 반응을 거친 소재가 연속적으로 전극으로 활용될 수 있도록 고안한 실시간(In-situ) 전극제조의 개념 제시 • 수지상결정(Dendrite)의 생성 메커니즘 이해: 방사광 가속기(Synchrotron radiation)의 다양한 X-선(X-ray) 고도장비를 이용하고 실시간 분석으로 진행함으로써 리튬 전극 표면과 계면에서 일어나는 변화를 관찰하여 덴드라이트의 생성 및 성장 메커니즘 규명 □ 연구 목표대비 연구결과 • Ga의 용융화를 통한 액체 Ga의 분말화 공정개발과 이를 통해 얻어진 수 마이크론 단위의 사이즈로 분말화된 갈륨과 리튬 박막과의 [복합체 Ga/Li 전극] 개발 및 전기화학 반응을 통한 실시간 합성된 [Ga-Li 복합체 전극] 개발 후 리튬 대칭 셀(Symmetric cell)과 비대칭 셀(Asymmetric cell) 조건에서 복합체 갈륨의 효과 평가 • Ga을 시드로 디자인함으로써 상온에서 쉽게 용융될 수 있게 하여 Ga-Li과 함께 제 3의 시드 도입 및 3상 합금 형성[Ga-Zn-Li, Ga-Mg-Li]을 기상이 아닌 액상 조건으로 설계함으로써 보다 용이하고 비용 효율적으로 소재개발 • 전지 내에서 일어나는 전기화학 반응[전해질에 녹아 있는 금속 이온(M²⁺; M= Zn, Mg)의 직접 환원(Direct reduction)을 통한 금속 증착(M⁰) 및 리튬과의 합금반응(Li_xM)]을 소재 합성을 위한 공정으로 설계함으로써, 소재합성이 곧 전극제조로 이어지도록 하는 실시간 전극제조에 대한 개념을 제시함 • 고성능 Li-In-Bi 및 Ga-Mg-Li 3상 합금 전극을 개발하고, 해당 전극을 실시간 광학 현미경 및 삼전극 전지를 활용하여 분석을 진행 • X-선 고도장비 및 광학 현미경 분석을 이용하여 전극 표면에서 일어나는 다양한 특성을 분석하고, 전압 변화와 동기화하여 실시간 반응 과정을 밝힘 • 이러한 연구들을 통해 신개념 소재 및 전극을 개발하고, 리튬금속의 생성 및 성장에 영향을 미치는 주요 요인들의 상호작용에 대한 해석을 제시함 □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) • 신개념 소재 및 전극 개발: 액체금속의 본질적 특성을 리튬금속 전극의 고질절인 문제점을 해결하는 방안으로 적극 도입하여 소재를 디자인하였고, 전지 내부에서 일어나는 초기 전기화학 반응을 소재합성법으로 설계하여 실시간 전극제조 공정을 제시함으로써 기존 선 소재합성 후 전극제조와 같은 전지의 전극개발 프레임에서 벗어나 소재 및 전극 개발에 대한 새로운 전략 제시 • 리튬금속전지 연구에 대한 원천기술 확보: 리튬금속을 음극으로 사용하고자 하는 많은 연구가 진행되어 오고 있으나 현재까지도 리튬의 높은 반응성에 따른 분석의 어려움으로 인하여 덴드라이트 형성에 관한 정립된 이론은 부재. 본 연구 과제를 통하여 방사광 가속기 X-선 분석을 활용한 실시간 전극 분석을 진행함으로써 리튬금속의 생성 및 성장에 영향을 미치는 주요 인자들에 대한 데이터베이스 구축 및 기초과학기술 경쟁력 제고에 큰 역할을 할 것으로 기대 • 전문성을 지닌 수준 높은 연구인력 양성: 본 연구는 액체금속 기반 음극 소재라는 새롭고 도전적인 과제를 통하여 창의적인 연구인력 양성에 기여하고, 고도분석을 통한 소재의 기초원리 및 메커니즘 규명은 관련분야의 높은 지식 및 전문성이 요구됨에 따라 본 연구과제의 성공적인 목표 달성을 통해 수준 높은 전문인력 양성이 가능 (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 유승호
• 주관연구기관 : 고려대학교
• 발행년도 : 20240300
• Keyword : 1. 리튬금속전지;액체금속;핵생성;수지상결정;실시간 분석; 2. Lithium Metal Battery;Liquid Metal;Nucleation;Dendrite;In-situ analysis;