Ⅳ. 연구개발결과 ㅇ 방사선의학연구 경쟁력 강화 - 실험동물용 방사선 조사기 이용 연구지원: 336건 - X선 광학영상촬영장비 이용 연구 활성화: 120건 ㅇ 연구몰입환경 구축 - 동물실험윤리위원회 운영 및 심의 진행: 221건 - 동물실험 시설적 지원: 723건 - 동물실험 기술적 지원: 28건 - 이용자교육 : 30건 - IACUC 교육: 78건 ㅇ 동물실험 인프라 운영 선진화 - 정규미생물모니터링 수행 - 수질검사 - PQ 및 T,A,B실시 ㅇ 동물실험 인프라 역량 고도화 대외 연구 지원 및 자문 :3건 (출처 : 요약문 5p)

• 연구책임자 : 손영훈
• 주관연구기관 : 한국원자력의학원
• 발행년도 : 20230200
• Keyword : 1. 방사선의학;실험동물;조사기;공공인프라;실험동물모델; 2. Radiation biology;Laboratory animal;Irradiator;Infrastructure;Animal model;

□ 연구개요 제안 과제에서는 특정 원편광에 대해 높은 광자상태밀도를 갖는 카이랄 거울을 설계하고, 설계된 카이랄 거울과 발광물질을 근접장 결합함으로써 발생 초기부터 원편광된 자발방출광을 실현하고자 함. 나아가 특이 유효유전율을 갖는 메타필름을 매개로하여, 고전적 성능 한계를 극복하는 차세대 디스플레이 기술을 연구함. □ 연구 목표대비 연구결과 연구책임자 그룹은 중견연구자지원사업(총 연구비: 3억, 2022년 2월 종료)을 통해 (i) 복사광, (ii) 태양광, (iii) LED 등을 포함한 자발방출광 및 (iv) 산란광의 편광, 파면, 흡수 등을 극적으로 제어하는 비정상 분산 물질에 관한 연구를 수행하였음. 파장 250 nm 극자외선부터 30 mm 중적외선까지 각 스펙트럼의 광학 물성을 조절하는 광학 구조를 설계·제작·평가하였음. 아울러 연구 수행을 통해 규명한 물리적 원리를 기반으로 연구 결과물을 태양전지, 열광전소자, LED, 3차원 프린팅 등의 응용 분야에 적용함으로써 산업적 기대효과를 증명하였음. 본 과제의 수행기간 중 총 23편(교신저자 참여 18편)의 SCI 논문을 게재하고, 총 3건의 특허를 국외(US) 출원·등록하였음. 교신저자로 참여한 논문 다수가 명망있는 나노과학 저널(Light Science & Applications, Nano Letters, Advanced Energy Materials, Advanced Functional Materials, Advanced Science, ACS Photonics, ACS Applied Materials & Interfaces, Nano Energy, Matter, Optics Letters, Optics Express)에 게재됨으로써 연구책임자 그룹의 연구역량을 인정받았음. 모든 논문은 연구책임자가 교신저자, 연구실의 학생이 제1저자로 등재되었음. □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) 1. 학문적 측면 (1) 자연에 존재하지 않는 특이 물질분산의 매질과 빛의 상호작용을 탐구함. 특히, 원편광 자발방출 광원과 소용돌이 파면을 유도하는 광학구조의 근접장 결합은 양자역학의 스핀궤도 상호작용을 해석하는 훌륭한 도구가 될 수 있음. (2) 원편광 자발방출광 발생과 관련된 광자선택률을 규명하여 자발방출광의 광물성을 인위적으로 제어할 수 있는 물리적 원리를 제시함. (3) 유전율 텐서를 포함하는 일반화된 전자기학 시뮬레이션 기법을 구축하고, 다양한 원편광 이색성 메타물질 연구에 확대 적용함. (4) 유효유전율이 변조된 평면을 설계하여 다양한 기하광학 효과를 모사함. (5) 기하광학과 파동광학을 통합한 시뮬레이션 기법을 개발하여 회절광학계를 포함하는 기하광학 구조의 성능을 예측함. (6) 표면플라즈몬 모드에 의한 광손실 및 산란을 억제하는 설계법칙을 확립함. (7) 틈새플라즈몬 공명을 이용한 중적외선 표면플라즈몬 분야를 개척함. 2. 실용적 측면 (1) 원편광 자발방출 광원: 자발광 디스플레이의 경우 외광 차단을 위해 원편광자가 도입되므로 원리상 50% 이상의 광손실이 발생함. 원편광 자발광원은 자발광 디스플레이의 휘도 감소 문제를 원천적으로 해결하는 기술임. (2) 대면적, 저비용 초집속 메타렌즈: 개인용 AR/VR 디스플레이에 적용되어 시야각 내에 도달하는 유효광량을 획기적으로 개선함. 일반적인 리소그래피 공정을 통해 LED 상부에 직접 제작되므로 대면적, 저비용 공정이 가능함. (3) 무손실, 반사형 메타편광자: 양자점 디스플레이에서 양자점 필름은 최종 편광자를 통과한 빛을 색 변환하는 기능을 수행함. 따라서 양자점 필름 직전에 배치된 편광자를 흡수형에서 반사형으로 대체하면 광원의 휘도 개선이 가능함. (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 김선경
• 주관연구기관 : 경희대학교
• 발행년도 : 20230300
• Keyword : 1. 카이랄 구조;자발방출광;분산물질;중적외선 복사;쌍곡선메타물질; 2. Chiral Structure;Spontaneous Emission Light;Dispersive Material;Mid-Infrared Radiation;Hyperbolic Metamaterial;

□ 연구개요 ○ 본 연구의 목표는 이중수소결합 도너(dual-hydrogen bond donor)와 음이온의 결합에 의해 발생하는 탈양자화(deprotonation) 현상을 전기적인 신호로 변환하여 특정 음이온을 실시간으로 검출할 수 있는 IoT 센서 플랫폼을 개발하는 것임. ○ 본 연구에서는 다양한 구조의 이중수소결합 도너 기반의 음이온 리셉터 분자를 설계 및 합성하여 음이온과 결합력을 체계적으로 평가함으로써 우수한 결합력을 갖는 리셉터 설계의 기준안을 제시함. 음이온과 리셉터의 화학적인 상호작용을 효과적으로 전기신호로 변환하기 위하여 탄소나노튜브에 기능화 하는 방법에 대한 연구를 수행함. ○ 궁극적으로, 개발한 IoT 센서 플랫폼을 활용하여 극소량의 용액에 포함되어 있는 음이온을 실시간으로 감지할 수 있는 프로토타입 센서를 구현하는 것이 본 연구의 최종 목표임. □ 연구 목표대비 연구결과 ○ 1차년도 ■ Squaramide, thiourea 및 croconamide 기반의 이중수소결합 도너에 양이온 기능기 (pyridinium)와 전자 당김기(electron withdrawing group)를 결합시켜 탈양자화가 효과적으로 발생하는 음이온 리셉터를 합성함. 합성한 리셉터는 ¹H 핵자기 공명 분광법(nuclear magnetic resonance, ¹H NMR)을 통해 구조 분석이 이루어짐. 음이온과 결합 특성은 자외선 가시광선 분광기(UV-vis spectroscopy)를 활용하여 음이온과 리셉터의 정량적인 결합력을 평가함. ○ 2차년도 ■ 스프레이 코팅 공정을 통하여 폴리-4비닐피리딘(poly(4-vinylpyridine), P4VP)-탄소나노튜브 복합체를 형성함. 음이온 리셉터는 P4VP-탄소나노튜브 복합체에 공유결합을 통해 기능화가 이루어짐. 리셉터가 기능화된 P4VP-탄소나노튜브 복합체를 활용하여 센서를 제작하고 음이온이 포함된 용액이 주입되었을 때, 센서의 저항이 증가함을 통해 리셉터와 음이온의 화학적 상호작용이 전기 신호로 성공적으로 변환되는 것을 증명함. ■ 합성한 리셉터 중 Squaramide가 기능화된 P4VP-탄소나노튜브 복합체가 아세테이트 음이온에 대하여 가장 우수한 감도를 나타냄. 추가적으로, 탄소나노튜브 섬유를 활용하여 음이온 리셉터를 비공유결합 방식과 공유결합 방식을 통해 기능화하여 기능화 방식에 따른 음이온 감지 특성을 비교 평가함. ○ 3차년도 ■ IoT 기반의 센서 모듈을 개발하여 센서에서 발생하는 전기 신호를 무선 통신을 통해 스마트폰으로 전송하여 실시간으로 음이온 감지에 성공함. □ 연구발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) ○ 아세테이트 음이온은 박테리아 세포의 성장을 제어하는 지표성분으로 알려져 있으며, 인슐린과 같은 합성 단백질 생산에서 중요한 지표로 활용됨. 박테리아 세포의 성장 환경에서 아세테이트 음이온의 농도와 세포성장에 대한 상관관계를 체계적으로 평가하여 합성 인슐린 생산효율 최적화에 기여할 것으로 기대. ○ 추가적으로, 양이온 성분과 중성 용질을 감지할 수 있는 센서를 개발하여 본 연구에서 개발한 IoT 기반 센서 모듈을 융합하여 센서 플랫폼의 활용분야의 확장을 기대. ○ 또한, 다종 센서 어레이 시스템을 개발하여 용액 속에 포함되어 있는 이온 및 바이오 마커에 대한 감지 정확성을 높이고, IoT 기술과 패턴인식 기술을 접목하여 현장진단형 센서 플랫폼으로 활용할 수 있음. (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 최선진
• 주관연구기관 : 한양대학교
• 발행년도 : 20230300
• Keyword : 1. 음이온 센서;이중수소결합 도너;탈양자화;탄소나노튜브;사물인터넷; 2. anion sensor;Dual-hydrogen bond donor;deprotonation;carbon nanotube;IoT;

□ 연구개요 - 정상 조직으로부터 단일 성체줄기세포 기원 오가노이드를 확립한다. - 확보한 오가노이드를 이용하여 in vitro 및 in vivo에서 방사선조사 실험을 수행한다. - 정상 세포 내부에서 일어나는 체성돌연변이를 확인한다. - 전리방사선 특이 돌연변이를 찾고 선량-반응 관계를 확인한다. □ 연구 목표대비 연구결과 1) 본 연구를 통하여 인간 및 마우스 유래 오가노이드 라인을 확보함. - 마우스: 췌장, 간, 유선, 나팔관, 위, 소장, 대장, 폐 조직 유래 오가노이드 제작 - 사람: IRB 허가 취득 후 연구에 동의한 환자의 수술 조직을 이용하여 유방, 대장조직 유래 오가노이드 제작 2) 본 연구를 통하여 오가노이드를 이용한 방사선조사 실험이 가능함을 확인. - in vitro에서 오가노이드에 직접 방사선 조사 실험 - 마우스를 대상으로 in vivo에서 방사선 조사 후 오가노이드 확보 - 방사선치료를 받고 수술을 시행받은 환자 조직으로부터 오가노이드 확보 3) 단일 세포 기원 오가노이드로부터 전장유전체 분석을 통하여 단일세포 수준에서 일어나는 전리방사선 특이 돌연변이의 패턴을 찾음. 4) 전리방사선 특이 돌연변이의 선량-반응 관계를 확인하였고 이를 실험적 방법으로 교차 검증함. □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성) 1) 인간 및 마우스 조직에서 유래하는 다양한 오가노이드 라인을 확보하였고 이를 이용하여 실험실 내에서 생체적합도가 높은 실험의 구현이 가능함을 확인하였다. 2) 또한 본 기술을 이용하여 환자 유래 오가노이드의 제작이 가능하고 이를 통해 환자맞춤형 연구 및 진단-치료 플랫폼 구현이 가능함을 확인하였다. 3) 본 연구를 통해 높은 정확도와 정밀도의 단일세포 전장유전체 분석이 가능함을 확인하였다. 4) 본 연구를 통해 전리방사선이 유발하는 특이적인 체성돌연변이를 확인하였다. 이를 통해 생체 내 발견되는 돌연변이의 원인을 특정하고 체성돌연변이가 일으키는 질환 (암)의 원인을 규명할 수 있음을 확인하였다. 5) 또한 이를 통해 방사선피폭이 인체내에 유발하는 생물학적 영향의 핵심 단계를 확인하고 이를 타겟으로 한 질환치료 전략의 수립에 정보를 제공하였다. (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 권현우
• 주관연구기관 : 고려대학교
• 발행년도 : 20230300
• Keyword : 1. 성체줄기세포;오가노이드;전리방사선;전장유전체분석;단일세포유전체; 2. Adult Stem Cell;Organoid;Ionizing Radiation;Whole Genome Sequencing;Single Cell Genomics;

연구개요 디지털 트윈을 활용한 AI의료서비스 제공하기 위한 전립선암의 임상의사결정지원을 목적으로, 디지털 트윈 기법을 적용하여 실제 전립선암 환자를 물리모델 (Physical Model)로 정의하고 치료방법 및 프로세스 등의 컴퓨터적 모델로 가상 모델 (Twin, Virtual model)로 구성하여 실제 환자 수술 이전에 가상환경으로 AI 분석함으로써 수술 효과에 따른 예후 문제 및 예측방법을 제공 연구 목표대비 연구결과 ◦ 전립선암의 치료 프로세스 모델링 - 전립선 암 치료 프로세스에 대해 가상의 모델 구성을 위한 상태 모델링 방법을 통한 3가지 계층 모델 설계(암 치료 프로세스 모델, 데이터 프로세스 모델, 공학급 모델). 치료모델에 대한 프로세스를 컴퓨터가 실행 가능한 형태로 구성하고, 그 동작에 대해서는 머신러닝 모델을 활용하여 동작되도록 설계 ◦ 머신러닝 기반 모델 개발 - Time to PSA nadir 예측을 위한 머신러닝을 적용하기 위해 각 치료방법별로 Time to PSA Nadir (TTN)을 미리 예측하는 방법 개발. Radical Prostatectomy (RP) 및 보조치료 요법인 Androgen Deprivation Therapy (ADT), Radiation Therapy (RT) 여부에 따른 예측모델을 다이나믹 뉴럴네트워크를 이용하여 생성.치료방법별 TTL 결과 제공 - Partial Correlation Neural Network를 개발하여 Biochemical Recurrence (BCR)을 예측하는 알고리즘을 제공 ◦ 디지털 트윈기반 임상 의사결정 지원 시스템 - Biopsy 정보를 활용하여 Pathology 및 BCR을 예측할 수 있는 머신러닝 기반의 디지털 프레임 워크 개발 - 재발이후의 치료추천을 위한 Classifier Chain 방법을 적용함. 1차 치료부터 2차치료까지의 방법에 대해 BCR, 2번째 BCR을 예측할 수 있는 모델을 제공 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성) 전립선암 치료에 임상의사결정시스템 도입은 의료체계의 기술 선두 점유를 가능하게 하며, 정밀의료서비스를 통한 삶의 질 만족도 향상 가능 - 기술적 측면: 의료 및 헬스케어 서비스 시장에 대한 디지털 트윈 기반 시스템의 개발로 의료 + IT 융복합 산업 분야의 저변을 넓히고 빠른 속도로 성장하는 글로벌 의료 및 스마트헬스 시장에서도 경쟁력을 갖출 수 있을 것으로 기대 - 경제 및 산업적 측면: 전립선암 관련 국가사업을 통해 의료비용 등 국가적 손실을 최소화, 디지털 트윈 형태의 서비스 구축의 틀을 마련함으로써, 모델의 개선을 통한 미래의 융복합 산업의 발전을 도모 - 의학적 측면: 개개인의 생물학적, 유전적, 환경적 차이에 따라 개별 환자에게 적합한 치료 기술을 적용하는 맞춤의학 (tailor-made medicine) 가능 - 사회 문화적 측면: 암 질환 치료의 메디컬 오류에 대한 편견 해소 및 빅데이터 사업의 추진을 통한 데이터 기반 문화 확산, IT기술 활용 문화 확산을 통한 안전한 생활환경 구축, R&BD 결과를 의료산업에 활용하여 국민 정신보건 수준 향상 (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 최인영
• 주관연구기관 : 가톨릭대학교
• 발행년도 : 20230300
• Keyword : 전립선암;디지털트윈;인공지능;머신러닝;임상의사결정지원시스템;

연구개발과제의 개요 2021년 KISTEP에서 발표한 우리나라 분야별 기술수준 보고서에 따르면, 우리나라의 원자력 기술은 미국, EU, 일본 다음으로 세계적인 수준으로 기술선도그룹에 포함된다. 동 보고서에서 수록된 또 다른 중요한 점은 이러한 우수한 기술 수준을 유지‧향상하기 위해서는 인력양성을 최우선 과제로 삼아야 한다는 결론이 포함되었다. 원자력 및 에너지 기술분야의 전문가들이 꼽은 가장 중요한 정부의 정책이 인력양성이라는 것을 의미한다. 과거부터 원자력은‘사람의 머리에서 캐내는 에너지로 불리웠다. 우수한 인력을 양성해내는 것이 가장 효과적인 기술개발의 첫 단계라는 것, 사람이 그만큼 중요하다는 것을 많은 전문가들이 공감하고 있다는 방증이다. 이에 따라, 정부에서도 인력양성의 중요성을 인식하고 정책적인 지원을 지속하고 있다. 과기부에서는 원자력안전연구전문인력양성사업, 산업부에서는 에너지인력양성사업과 원자력생태계지지원사업, 원안위에서는 원자력안전사전실습교육강화사업 등 부처별로 다양한 인력양성 사업을 기획‧운영하고 있다. (출처: 본문 3p)

• 연구책임자 : 정원표
• 주관연구기관 : 한국원자력협력재단
• 발행년도 : 20230300
• Keyword :

□ 연구개발 목표 및 내용 ◼ 최종 목표 ○ 현행 방사성유출물 규제기술의 유효성 확인을 통하여 「글로벌 스탠다드」와 부합하는 국내 고유의 규제기술기반 확보 및 개선 방안 제안 ◼ 전체 내용 ○ 방사성유출물 통합 데이터베이스 구축·활용 - 국제기구 및 개별국가 방사성유출물 데이터 조사 및 분석 - 방사성유출물 통합 데이터베이스 구축 - 통합 데이터베이스 기반 국내 원자력시설 방사성유출물 관리수준 평가 - 방사성유출물 데이터를 활용한 사건징후 사전인지 및 운전이력 사후 확인기술 개발 ○ 방사성유출물 규제기술 유효성 재평가 및 개선방안 도출 - 최신 국제안전기준/표준(IAEA, ISO, IEC 등) 및 선도국 규제기술 조사 및 분석 - 피폭방사선량 기준 현행배출제한치 유효성 평가 - 방사성유출물 최소검출하한(LLD) 요건 유효성 평가 - 방사성유출물 배출량 오차/불확실성 평가 기술 개발 - 다수 호기/배기구를 고려한 방사성유출물감시기 경보설정치 검증 기술 개발 - USNRC Regulatory Guide 1.21, Rev.2 (2009) 등 세부 이행기술 개발 - 방사성유출물 감시・관리 안전규제 고유 기술배경서 발간 ◼ 1단계 ❏ 목표 ○ 방사성유출물 통합DB 데이터 수집 및 유출물 규제기술 유효성 평가(I&II) ❏ 내용 ○ 국내 원전 방사성유출물 데이터 조사 및 분석 ○ 해외 방사성유출물 데이터 조사 및 분석 ○ 국내외 최신 방사성유출물 안전기준 및 규제기준/지침 Gap 분석 ○ 피폭방사선량 기준 현행 배출제한치 유효성 평가 ○ 통합 데이터베이스 기반 국내 원자력시설 방사성유출물 관리수준 평가 ○ 방사성유출물 배출량 오차/불확실성 평가기술 개발 ○ 방사성유출물 최소검출하한(LLD) 요건 유효성 평가 ○ 소규모 원자력시설 방사성유출물 규제체계 유효성 재평가 ◼ 2단계 ❏ 목표 ○ 방사성유출물 통합DB 활용방안 구축 및 유출물 규제기술 유효성 평가(III) ❏ 내용 ○ 방사성유출물 배출 데이터를 활용한 사건 예측 및 운전이력 사후 확인기술 개발 ○ 다수 호기/배기구를 고려한 방사성유출물감시기 경보설정치 검증 기술 개발 ○ USNRC Regulatory Guide 1.21, Rev.2 (2009) 등 세부 이행기술 개발 ○ 방사성유출물 감시・관리 안전규제 고유 기술배경서 발간(소규모 원자력이용시설 포함) □ 연구개발성과 ○ 연차별 연구개발성과 목표 및 달성 현황 ○ 1차년도(2020년) 연구개발 성과 세부내용 • 안전기술보고서(N-STAR): 1편 - 【성과 A1】국내·외 최신 방사성유출물 안전기준 및 규제지침 비교·분석(NSTAR-20RS21-162) • 논문게재: 0.5편(2개 연구과제 공동성과) - 【성과 B1】SCIE 논문: Calculation of Potential Radiation Doses Assosiated with Predisposal Management of Dismantled Steam Generators from Nuclear Power Plants, Sustainability, 12(12), 5149, 2020. • 학술발표: 3건 - 【성과 C1】국내 학술발표: Source Term Modeling of Release Paths of Radionuclides from Pressurized Water Reactor after Permanent Shutdown(한국방사성폐기물학회 2020 춘계 학술발표회) - 【성과 C2】국내 학술발표: Review of OSPAR Convention Methodology to Assess Radiological Impact for Non-Human Species from Radioactive Liquid Effluents (한국방사성폐기물학회 2020 춘계 학술발표회) - 【성과 C3】국내 학술발표 : Review on Effectiveness of Current Discharge Limit based on Radiation Dose for Gaseous Radioactive Effluent from Korean Nuclear Power Plants (한국방사성폐기물학회 2020 추계 학술발표회) • 인력양성: 학위취득 3명(석사 1명, 학사 2명) - 【성과 D1】공학석사 (강지수, 2020.08.) - 【성과 D2】공학사 (한지훈, 2020.02.) - 【성과 D3】공학사 (전가현, 2020.02.) • 단기연수: 1건 - 【성과 E1】강지수, SPSS 초급 통계분석(이러닝), 통계교육원(2020.08.31.~09.16.) • 기타: 6건 - 【성과 H1】정책제안: 후쿠시마 오염수 방출 관련 정부의 정책적 대응방향 제안, 「전문가가 말하는 일본 원전 오염수 방출 문제점」, 대한민국 정책브리핑 정책뉴스 (문화체육관광부 국민소통실 2020.11.20.): https://www.korea.kr/news/policyNewsView.do?newsId=148880006 - 【성과 H2】언론기고: 후쿠시마 오염수 방출 관련 언론기고, 「원전 오염수 방출, 책임 있는 일본의 역할을 기대한다」 (서울신문 27면 (오피니언), 2020.11.11.):https://www.seoul.co.kr/news/newsView.php?id=20201111027017 - 【성과 H3】정부자문: 후쿠시마 오염수 이슈 관련 정부(원자력안전위원회) 대응 관련 전문가 자문, 「방사능 환경방출 대응 관련 자문단」, 2020년 연중. - 【성과 H4】공무원 강의 (I): 방사성폐기물(방사성유출물 포함) 안전 관련 원자력안전위원회 공무원 역량강화 교육 (상반기), 2020.06.30. - 【성과 H5】공무원 강의 (2): 방사성폐기물(방사성유출물 포함) 안전 관련 원자력안전위원회 공무원 역량강화 교육 (하반기), 2020.10.29. - 【성과 H6】공무원 강의 (3): 방사성폐기물(방사성유출물 포함) 산업통상자원부 공무원 교육, 2020.10.26. ○ 2차년도(2021년) 연구개발 성과 세부내용 • 안전기술보고서(N-STAR): 2편 - 【성과 A2】국내 가동중 발전용원자로의 액체 및 기체 방사성유출물 배출특성 분석(NSTAR-21RS21-175) - 【성과 A3】국내·외 비발전 원자력이용시설 방사성유출물관리 규제 현황 분석(NSTAR-21RS21-368) • 논문게재: 1편 - 【성과 B2】SCIE 논문: New methodologies to derive discharge limits considering operational flexibility of radioactive effluents from Korean nuclear power plants based on historical discharge data, Nuclear Engineering and Technology, 54(3), 1003-1015, 2022. - 【성과 B3】KCI 논문: 국내 운영중 발전용원자로의 액체 및 기체 방사성유출물 배출특성 분석, 방사선산업학회지, 15(4): 267-274, 2021. • 학술발표: 3건 - 【성과 C4】국내 학술발표: Statisitcal Analysis of Radioactive Effluent Data From Korean Nuclear Power Plants Using R Program (한국방사성폐기물학회 2021 춘계 학술발표회) - 【성과 C5】국내 학술발표: Comparative Analysis of Methodologies for Dose Assessment due to the Radioactive Effluents: USNRC Regulatory Guide 1.109 and UNSCEAR 2016 Methodology (한국방사성폐기물학회 2021 춘계 학술발표회) - 【성과 C6】국제 학술발표: Preliminary Assessment of Conditional Release and Recycling of Concrete Waste at Radioactive Waste Repository (DECON 2021 학술발표회) • 인력양성: 학위취득 3명(석사 1명, 학사 2명) - 【성과 D4】공학석사 (이세근, 2021.02.) - 【성과 D5】공학사 (장인규, 2021.02.) - 【성과 D6】공학사 (김소윤, 2021.02.) • 단기연수: 3건 - 【성과 E2】강지수, 감마핵종분석 전문인력 양성과정 (2021.04.15.~2021.04.16.) - 【성과 E3】황영훈, RESRAD-ONSITE, RESRAD-OFFSITE, and RESRAD-BUILD Training workshop (2021.09.20.~2021.10.01.) - 【성과 E4】정석희, RESRAD-ONSITE, RESRAD-OFFSITE, and RESRAD-BUILD Training workshop (2021.09.20.~2021.10.01.) • 시제품 제작:１건 - 【성과 F1】방사성유출물 통합 데이터베이스 시제품 • 지식재산권:１건 - 【성과 G1】KHU-Integrated Radioactive Effluent Database (K-IRED), 한국저작권위원회 저작권 등록번호: 제C-2021-048242호 • 기타: 6건 - 【성과 H7】정부자문: 오염수 관련 주제발표, 외교부차관 주최 정부 후쿠시마TF 회의, 2021.05.07. - 【성과 H8】KINS 전문가회의 자문: 해외 방폐물 처분전관리(방사성유출물) 안전규제체계 및 국내 제도개선 방향 협의, 2021.05.18. - 【성과 H9】공무원 강의 (1): 방사성폐기물 안전규제(방사성유출물 포함), 2021년 상반기 2차 원자력안전위원회 공무원역량강화교육, 2021.06.29. - 【성과 H10】공무원 강의 (2): 방사성폐기물 안전규제(방사성유출물 포함), 2021년 하반기 2차 원자력안전위원회 공무원역량강화교육, 2021.12.14. - 【성과 H11】원전해체 기본과정 강의 (1): 방사성폐기물 처리/처분(방사성유출물 포함), KAIF 주관「퇴직자 · 재직자 경력전환교육」원전해체 기본과정, 2021.04.21. - 【성과 H12】원전해체 기본과정 강의 (2): 방사성폐기물 처리/처분(방사성유출물 포함), KAIF 주관「퇴직자 · 재직자 경력전환교육」원전해체 기본과정, 2021.11.25. • 포상 및 수상: 1건 - 【성과 I1 】장인규, DECON21 학술발표회 Young generation session 포스터 우수발표상 전체 3위 수상 ○ 3차년도(2022년) 연구개발 성과 세부내용 • 안전기술보고서(N-STAR): 2편 - 【성과 A4】과거 배출데이터에 기반한 방사성유출물 배출제한치 유도 방법론 (NSTAR-22RS23-079) - 【성과 A5】국내 원전 방사성유출물 배출 이력을 반영한 새로운 선량제약치 유도 (NSTAR-22RS23-078) • 논문게재: 1편 - 【성과 B4】SCIE 논문: Derivation of a new dose constraint applicable to radioactive discharges from Korean nuclear power plants through retrospective dose assessment, Nuclear Engineering and Technology, 54 (10) 3660-3671, 2022. - 【성과 B5】KCI 논문: 외국의 방사성동위원소 사용시설 방사성유출물관리 차등 규제기준 비교·분석 및 국내 적용방안, 방사선산업학회지, 16(4): 407-420, 2022. • 학술발표: 7건 - 【성과 C7】국내 학술발표: Characteristics of Radioactive Discharges and Anticipated Offsite Doses for Korean Nuclear Power Plants Under Permanent or Long-term Shutdown (한국방사성폐기물학회 2022 춘계 학술발표회) - 【성과 C8】국내 학술발표: Revisit of LLD Requirements for Airborne Discharges From PWRs in line with Effluent Concentration Limit (한국방사성폐기물학회 2022 춘계 학술발표회) - 【성과 C9】국내 학술발표: Preliminary Analysis of Uncertainties in the Calculated Value of Radioactivity for Airborne Discharges From NPPs in Batch Mode (한국방사성폐기물학회 2022 추계 학술발표회) - 【성과 C10】국제 학술발표: Practices of Offsite Dose Calculation fro the Radioactive Effluent from Korean NPPs and a New Proposal to Derive Dose Constraints (2022 Radiological Effluents & Environmental Workshop) - 【성과 C11】국제 학술발표: Analysis of Characteristics of Radioactive Discharges from Korean NPPs and Proposal to Set Radioactivity Discharge Limits (2022 Radiological Effluents & Environmental Workshop) - 【성과 C12】국제 학술발표: Preliminary Modeling to Derive New Detection Limits to Ensure Compliance with Discharge Limits for Gaseous Radioactive Effluent From NPPs (EAFORM 2022 학술발표회) - 【성과 C13】국제 학술발표: Preliminary Study on Source Term Model for Radioactive Effluents during Decommissioning of Nuclear Power Plants Using AMBER Code (EAFORM 2022 학술발표회) • 인력양성: 학위취득 5명(석사 3명, 학사 2명) - 【성과 D7】공학석사 (전가현, 2022.02.) - 【성과 D8】공학석사 (장인규, 2023.02 졸업예정) - 【성과 D9】공학석사 (김소윤, 2023.02 졸업예정) - 【성과 D10】공학사 (송현석, 2022.02.) - 【성과 D11】공학사 (황영훈, 2022.02.) • 단기연수: 3건 - 【성과 E5】한지훈, 감마핵종분석 전문인력 양성과정 (2022.09.27.~2022.09.28.) - 【성과 E6】장인규, 감마핵종분석 전문인력 양성과정 (2022.09.27.~2022.09.28.) - 【성과 E7】김소윤, 감마핵종분석 전문인력 양성과정 (2022.09.27.~2022.09.28.) • 기타: 8건 - 【성과 H13】TV 인터뷰: 채널A 뉴스 '[세계를 가다]日, 9개월 뒤면 원전 오염수 방류…주민들은 반발', 2022.09.24. 방송에 연구결과 활용 (http://www.ichannela.com/news/main/news_detailPage.do?publishId=000000315372) - 【성과 H14】규제전문기관(KINS) 기술기준위원회 방사선 및 폐기물분과 위원장 활동 : KINS 기술기준위원회 ‘방사선 및 폐기물분과 위원장’ 활동 및 방사성유출물 관련 기술기준(안) 심의에 연구결과 활용, 2020.1.~2022.12. - 【성과 H15】규제전문기관(KINS) 기술기준위원회 활동 및 관련 기술기준 심의: KINS 기술기준위원회 ‘방재 및 생활환경 분과 위원’ 활동 및 방사성유출물 관련 기술기준(안) 심의에 연구결과 활용, 2020.1.~2022.12. - 【성과 H16】규제전문기관(KINS)과 과제성과 공유:「방사성유출물 데이터의 규제활용 제고 방안에 관한 세미나」에서 규제요원 대상 과제 주요성과 소개 및 공유, 2022.11.18. - 【성과 H17】규제전문기관(KINS) 전문강좌 강의:「원전해체 전문과정」에서 ‘과도기 및 해체단계 방사성폐기물(액체, 기체, 고체) 안전관리’ 강의, 2022.11.30. - 【성과 H18】공무원 강의 (1): 방사성폐기물 안전규제(방사성유출물 포함), 2022년 상반기 2차 원자력안전위원회 공무원역량강화교육, 2022.07.01. - 【성과 H19】공무원 강의 (2): 방사성폐기물 안전규제(방사성유출물 포함), 2022년 상반기 2차 원자력안전위원회 공무원역량강화교육, 2022.12.01. - 【성과 H20】원전해체 기본과정 강의: 방사성폐기물 저장/처분(방사성유출물 포함), KAIF 주관「퇴직자 · 재직자 경력전환교육」원전해체 기본과정, 2022.09.29. • 포상 및 수상: 1건 - 【성과 I2 】강지수, 한국원자력학회 제9회 퀴리상 수상 • 규제정책활용(제안): 2건 - 【성과 J1】과거 방사성유출물 배출이력을 반영한 발전용원자로 및 관계시설의 방사능 배출목표치 설정 및 관리 (2022.12) - 【성과 J2】과거 국내 발전용원자로 방사성유출물 배출성능과 현행 방사선방호기준과 부합하는 연간 피폭방사선량 기준 개정 (2022.12) □ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 ○ 이 연구의 결과물은 원자력이용시설의 설계 및 운영 안전성 심사 및 검사과정에서 환경으로 배출되는 방사성유출물에 대한 관리 및 감시에 따른 종합 안전성을 확인·검증하는데 활용할 수 있음 - “방사성유출물 선량기반 배출제한치 설정 방법론”은 1960년 ICRP-2에 기초해 규정된 미국 10CFR50 Appendix I 체계를 탈피해 국내 ICRP-60/103 이후 방호체계에 따른 고유 배출제한치 설정을 위한 안전성 평가에 활용 - “위험도 기반 방사성유출물 계측민감도 요건 유도방법론”은 현행 원전의 운영기술지침서 첨부서류인「방사성배출물 관리계획서」에 NUREG-1301에 따라 일률적으로 명시된 핵종별 최소검출가능농도를 위험도에 근거해 합리적으로 차등화하고 그 적합성을 검증하는데 필요한 안전성평가에 직접 활용 - “방사성유출물 환경 배출방사능 불확도 평가 방법론”은 국내 원전에서 환경으로 배출되는 방사성물질 산출값에 수반되는 오차 및 불확도를 정량적으로 평가하고, 향후 환경배출 방사능 산출값의 정확도 및 정밀도에 대한 Regulatory Insight를 마련하고 원전 운영자로 하여금 자체적으로 방사성유출물 환경배출량 평가결과 신뢰도 제고 노력을 독려 - “방사성유출물 감시・관리 안전규제 고유 기술배경서”는 원전 액・기체 방사성유출물 배출 감시 및 관리에 대한 신규 규제기준 또는 지침 제정 시 기술적 근거로 활용 가능 ○ 이 연구의 결과물로 구축될 전 세계 원자력시설의 방사성유출물 통합 데이터베이스는 다음과 같이 활용할 수 있음 - 국내외 원자력시설을 망라한 “액・기체 방사성유출물 통합 데이터베이스”는 국내 원전의 방사성유출물 상대적 배출성능에 대한 객관적인 규제의 근거로 활용할 수 있고, 또한 국내 NGO 또는 주민이 특정 원전의 방사성물질 환경배출 및 이로 인한 방사선영향과 관련하여 이슈를 제기할 경우 객관적인 국제비교를 통해 정확한 정보를 제공하고 설명할 수 있는 기술적 근거 제공 가능 ※ 일본 후쿠시마 원전 오염수 해양방출 관련 대응에 기술적 근거 제공(필요시) - 통합 데이터베이스에 저장될 방대한 양의 데이터 분석을 통해 주요 운전이력과 사건이 방사성유출물 배출추이에 미치는 영향(관계성)을 분석하는 “사건징후 사전인지 및 운전이력 사후확인 기술” 활용 결과를 안전성 심사 및 검사에 활용함으로써 방사성유출물 안전규제 효과성 및 효율성 제고 (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 정재학
• 주관연구기관 : 경희대학교
• 발행년도 : 20230100
• Keyword : 1. 방사성유출물;배출제한치;주민피폭선량평가지침;원자력발전소;통합 데이터베이스; 2. Radioactive effluent;Discharge limit;ODCM;Nuclear power plant;Consolidated database;

□ 연구개발 목표 및 내용 ◼ 최종 목표 ○ RS-015의 기술적 보안조치 규제요건에 대해서 원전 운영사의 평가/이행한 결과에 대해 규제기관 승인(심사, 검사)과정에서 확인해야 하는 checklist 및 활용 가이드 개발 ◼ 전체 내용 ○ 1차년도 : RS-015 기술적 보안조치 규제요건 평가기준 개발 - RS-015 및 국내외 주요 원전 사이버보안 기술적 보안조치 규제 요건 분석 - 규제요건별 평가기준 개발 - 주요 계측제어계통 및 기기 대상 Checklist(초안) 개발 ○ 2차년도 : 원전 주요계측제어 계통에 대한 평가사례 개발 - APR1400 I&C 사이버보안 KAERI Test-bed의 ESF-CCS에 대한 평가사례 도출 - 평가 사례에 근거한 Checklist 개정 - 평가 사례에 대한 Acceptance Criteria 개발 ○ 3차년도 : 기술적 보안조치 규제요건 이행 평가를 위한 가이드 개발 - APR1400 I&C 사이버보안 KAERI Test-bed의 IPS에 대한 평가 사례 도출 - 평가 사례에 근거한 Checklist 개정 - 평가 사례에 대한 Acceptance Criteria 개정 - 규제 요건별 평가기준, Checklist, Acceptance Criteria 활용 가이드 개발 □ 연구개발성과 ○ RS-015 기술적 보안조치 규제요건 이행 평가를 위한 가이드 개발 - 평가기준 - Checklist - Acceptance Criteria ○ N-STAR 보고서 5건 - RS-015 규제요건 평가기준 및 Checklist 개발 (1차년도) - RS-015 규제요건 Checklist를 활용한 ESF-CCS에 대한 평가 사례연구 (2차년도) - RS-015 규제요건 Acceptance Criteria 개발(2차년도) - RS-015 규제요건 Checklist를 활용한 IPS에 대한 평가 사례연구 (3차년도) - RS-015 기술적 보안조치 규제요건 이행 평가 가이드 연구 (3차년도) ○ 논문발표 - 학술발표 : 4건 ○ 분석 보고서 - ESF-CCS TEST-BED 분석 보고서 1건 - IPS TEST-BED 분석 보고서 1건 □ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 ○ 활용방안 - 국내 원자력발전소 대상 매 2년 주기로 요구되는 사이버보안성 평가 및 정기검사에 규제기관의 기술적 보안조치 이행 평가 가이드로 활용 - 건설중인 신고리 5&6 심사에 규제요건 이행 평가 가이드로 활용 ○ 기대효과 - 안전한 원전 운영을 위한 사이버보안 규제기준 이행결과에 대한 체계적인 심사방안 확보로 “규제결과의 일관성 확보”, “원전 안전성 향상 및 대국민 수용성 제고” (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 송재구
• 주관연구기관 : 한국원자력연구원
• 발행년도 : 20230400
• Keyword : 1. 원자력발전소;사이버보안;규제 가이드;사이버보안 평가;보안조치; 2. Nuclear Power Plant;Cyber Security;Regulatory Guide;Cyber-security Assessment;Security Controls;

연구 목표 · 물성에서 창발하는 시공간을 머신러닝을 이용하여 찾고 시공간으로부터 새로운 물성을 예측하고 설명 · 광학 전도도를 홀로그래피 쌍대성으로 해석하는 과정에서 기계학습을 활용할 수 있는 방안 연구 · ‘Neural ODE’라는 방법과 위 방법에 Bayesian Interpretation을 적용한 ‘Bayesian Neural ODE’를 간단한 물리문제에 적용함으로서 머신러닝의 활용 가능성과 신뢰도를 측정 연구 과정 · 이에 앞서, 유사한 현상에서 기계학습이 올바르게 활용된 성공 사례를 분석 · 성공 사례와 본 연구의 물리 현상이 갖는 차이를 고려하여 기계학습 모델을 수정 연구 결과 · 본 연구에 사용한 학습 데이터에 한정하여 기계학습이 의도한 결과를 산출 · 학습 데이터를 달리한 경우에도 동작하도록 후속 연구가 필요 (출처 : 초록 4p)

• 연구책임자 : 김근영
• 주관연구기관 : 광주과학기술원
• 발행년도 : 20230100
• Keyword : 1. 홀로그래픽 쌍대성;기계 학습;신경망;핵물리;응집물질물리; 2. Holographic duality;Machine learning;Neural network;nuclear physics;condensed matter physics;

□ 연구개요 원전 해체 과정에서 발생하는 방사선 분진 및 방사화된 오염물질등, 광범위한 작업 환경의 방사선에 의한 작업자의 피폭이 발생될 가능성이매우높음. 따라서 작업자가 직접 들고 방사선량을 측정하는 기존의 방식이 아닌, 무인 원격으로 누설 선량을 측정할 수 있는 드론기반 다양한 각도에서 누출되는 방사선 검출기 장비 개발이 목적임 □ 연구 목표대비 연구결과 드론 부착형 초경량 감마선 및 방사능 계측용 모듈 설계 누설 방사선 spot 지점의 정확한 위치 탐지를 위해 각도 및 길이 조종용 서보 모터 제어 장치 개발, 중량 감소를 위해 초경량　감마선 및 방사능 계측 모듈 설계 및 디지털 회로 및 데이터 획득 모듈 개발등 드론 기반 다방향 방사선 검출모듈을 프로토타입으로 개발에 성공하여 시험평가 하였음. 국제성능평가기준 (IEC-60864)을 적용하여 표준 선원 137Cs의 기준 선량률 (3.12 uSv/h ~200 uSv/h)의 증가에 따른 정확도와 선형성은 보수적인 영역에서 정확도 ± 7.3%, 선형 도 ± 8.9%이며, 전체구간의 선형도는 ± 3.5%이다. 실험 계측 모듈의 선량률 의존성을 나타내는 선형 국제 기준 ± 15% 미만의 범위를 만족하였다. □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성) 원전 해체 작업장의 요구에 따라 드론 기반 무인 원격 방사선 검출 모듈을 개발하였다. 사람이 접근해서 방사선을 측정할 수 없는 원자력 발전소 격납용기 내부 상공 및 외부로 누설되는 방사선 측정을 위한 목적 으로 저준위에 민감한 GM-tube를 사용하여 제작하였다. 드론 기반 방사선 검출 모듈의 무게는 200g 미만으로 원자력 발전소 격납용기 내부의 상공과 외부 공중에서도 운용이 가능하다. 본 연구에서 개발한 무인 원격 방사선 검출 모듈은 원전 해체 작업장 맞춤형 장비로, 방사선 분진이 많은 현장에서 정확한 공간선량률의 측정과 방사선 작업장 안전관리에 도움 을 줄 수 있을 것으로 확신한다.현제 원전에서 사용되는 장비는 환경 방사능 측정 및 계수 장치에 국한되어 있으며 수입에 의존하고 있는 고가의 장비이다. 또한 외산 장비는 드론에 단순 검출기만 부착시켜 180도 하방에서 들어오는 누설 방사선을 평균하여 검출되므로 혼합 방사선 영역에서는 정확한 위치 감별이 불가능하다. 따라서 본 연구에서 목표로 하는 무인 원격 방서선 검출기는 340도 방향에서 들어오는 누설 방사선의 정확한 위치를 측정할 수 있다는 기술적인 경쟁력과 누설 지점을 실시간 모니터링 할 수 있으므로 방사선 사고를 사전에 방지할 수 있는 기술적 측면의 기대효과가 있습니다. (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 장보석
• 주관연구기관 : 김천대학교
• 발행년도 : 20230300
• Keyword : 1. 원전;무인 원격;방사선;공간선량;검출기; 2. nuclear facility;unmanned remote;radiation;spatial dose;survey meter;