비공개항목입니다.

• 연구책임자 : 최정훈
• 주관연구기관 : 유저스(주)
• 발행년도 : 20221200
• Keyword : 1. 핵연료 이동;실시간 모니터링;연료 현황판;연료 관리;연료 장전; 2. nuclear fuel movement;real-time monitoring;fuel status board;fuel management;fuel loading;

◻ 연구개발 목표 종양신호(oncogenic signal)와 암 대사 특이성을 매개하는 타겟 2종 이상을 발굴하고 이에 해당하는 유효물질(hit) 2종을 도출한다. 예비연구를 통해 검증된 타겟인 PPARδ에 대한 길항제 유도체를 개발하고 RORβ 포함한 신규표적의 종양신호전달과 암 대사 특이성을 매개하는 기전을 규명한다. 아울러 본 과제 수행을 통해 암 대사 특이성을 제어하는 차세대 항암제 개발을 위한 플랫폼을 구축한다. ◻ 연구개발 내용 ○ 종양신호전달과 암 대사 특이성 분석 - 암세포에서 KRAS 신호증강이 암 대사에 미치는 영향과 기전을 규명하고 논문으로 발표함 ○ 암 세포의 약물 및 에너지-대사 스트레스 적응기전 규명 - 약제에 의해 유발되는 macropinocytosis가 약제내성기전으로 작용함을 확인하고 약제내성을 극복할 수 있는 표적을 발굴하여 임상적 검증을 수행하고 결과를 논문으로 발표함 ○ 종양신호에 따른 신규표적유전자가 에너지대사에 미치는 영향 분석 - 종양신호 KRAS 활성화에 의해 증가된 핵수용체 COUP-TFII가 LDHA 발현과 lactate에 의한 세포성장효과를 규명함 ○ 종양신호에 따른 신규표적유전자가 암 세포의 대사 스트레스 적응에 미치는 기능 규명 - KRAS 활성 암세포가 에너지 대사스트레스 적응기전으로 TFEB에 의한 macropinocytosis 작용을 함을 규명하고 논문으로 발표함 ○ 약제 내성 암세포에서 PPARδ 길항제의 유효성 평가 - PPARδ 길항제인 DN205835가 약제 내성 간암에 효과가 있음을 증명하여 특허출원함 ○ 항암제 표적으로서 신규핵수용체 (RORβ, ERRs 등) 검증 - 간암세포에서 핵수용체 ERRγ가 증가됨을 확인하고 ERRγ 역작용제 DN200434가 약제내성 간암에 효과가 있음을 규명하여 특허출원, 기술이전함 - 약제내성 간암에서 ERRγ가 증가되어 있으며, ERRγ 역작용제 DN200434가 ferroptosis를 증가를 통해 약제내성을 극복함을 밝히고 논문 투고함 ◻ 활용계획 및 기대효과 ○ 기술이전을 통한 사업화: 도출된 유효물질에 대한 기술이전과 이전기관과 공동연구를 통한 후보물질 도출 및 사업화 ○ 전임상 진입: 임상진입이 유망한 후보물질에 대한 전임상 진입 ○ 후속연구를 통한 선도물질 최적화 및 후보물질 도출: 본 과제를 통해 개발된 유효물질에 대해 범부처 신약개발 전주기 사업 등과 같은 신약개발 후속연구개발 사업을 통한 후보물질 도출 ○ 암 대사 특이성 표적 발굴과 유효성 평가를 위한 플랫폼 구축: stable isotope를 이용한 metabolic flux기법 확립과 종양미세환경을 고려한 in-vivo 모델 구축 ○ Drug repositioning을 통한 적응증 확대 - PPARδ 길항제, ERRγ 역작용제 신규화합물을 대상으로 지방간질환을 비롯한 대사질환에 대한 약효성을 평가하여 신규 적응증 확보함 (출처 : 요약문 3p)

• 연구책임자 : 박근규
• 주관연구기관 : 경북대학교
• 발행년도 : 20220500
• Keyword : 1. 종양신호전달;암 대사;약제 내성;핵수용체;신약 재창출; 2. oncogenic signaling;tumor metabolism;drug resistance;PPAR-delta;ERR gamma;nuclear receptor;DN200434;drug repositioning;

□ 연구개발 목표 및 내용 ○ 최종 목표 핵물질 및 방사성물질 신속탐지 및 감시를 위한 이중입자 영상장치 시작품 개발 ○ 전체 내용 북한 비핵화의 철저한 검증을 위하여 핵물질 이용 핵활동을 감시, 탐지, 채취, 분석, 해석, 평가하는 기술역량 개발과 투명성 확보가 시급한 국가·사회적 현안을 해결하기 위하여 실시간으로 방사선(중성자 및 감마선)의 위치 판별을 위한 영상장비를 개발하는 것을 목표로 함. 실시간 동시 중성자/감마선 영상장비는 기존 광학 영상장치와 방사성 물질에서 나오는 방사선 이미지를 합성해서 방사성 물질의 위치를 시각화하는 장치임. 대테러 감시 및 비핵확산을 목적으로 위치 민감형 대면적 실리콘 광증배관(SiPM) 어레이와 유기 섬광체(Stilbene) 어레이의 조합으로 이루어진 센서 모듈과 실시간 영상을 위해 최적화된 부호화 구경을 이용한 세계 최초 실시간 이중 입자 방사선(중성자/감마선) 영상 장치를 개발하고자 함 ○ 1단계 □ 목표 핵물질 및 방사성물질 신속탐지 및 감시를 위한 이중입자 영상장치 시작품 개발 □ 내용 o 부호화 구경(Coded-aperture) 방식은 특수한 형태로 설계된 집속기에 의한 입사방사선의 기계적 차폐를 기반으로, 투과된 방사선의 변조 패턴을 획득하고 이를 복원하는 과정을 통해 대상 물체의 영상을 획득하는 것임 o 부호화 구경의 개구부를 통과한 입사 영상을 부호화하는 방식에 따라 다양한 형태를 가지며 영상획득 방식을 제공하는 mask(aperture)가 디자인되어 있으며, 그 중 Uniformly Redundant Arrays(URA)와 Modified Uniformly Redundant Arrays (MURA), Hexagonal Uniformly Redundant Arrays(HURA) mask가 대표적임. 각각의 mask에 대하여 anti-mask가 따로 존재하며, mask와 anti-mask를 통과한 방사선의 검출 패턴을 복호화(decoding)하여 방사선원의 위치를 영상으로 재구성함 o 이중입자 방사선의 위치 영상화 기술은 방사선이 사용되는 원자력발전, 방사선 종사자 안전, 원전 해체, 핵연료 모니터링, 환경 방사선 모니터링, 폐기물 관리 등의 원자력/방사선 안전 분야와 방사선을 이용한 비파괴 검사 산업현장, 의료용 동위원소를 취급하는 병원, 그리고 방사선원을 발생 및 이용하는 가속기 운용 현장 등 다양한 분야에서의 적용이 가능한 최첨단 방사선 계측 기술임 o 미시간대학에서 개발된 부호화구경을 이용한 실시간 감마선 영상장비 기술을 첨단화하고 중성자와 감마선 신호의 구분을 위한 pulse shape discrimination(PSD)기법을 유기 섬광체(Stilbene)에 적용하여 중성자 및 감마선 동시 영상을 구현하는 SiPM과 유기섬광체를 이용한 세계 최초 이중 입자(dual-particle; neutron and gammaray) 영상장치 개발에 관한 것임 o 본 연구는 12 x 12개의 픽셀로 구성된 SiPM과 유기섬광체(Stilbene)가 결합된 센서 모듈과 centered mosaic의 최적화된 MURA 마스크(중성자 산란 및 감마선 차폐를 위한 텅스텐 사용)를 이용하여 하드웨어를 구성하고 획득된 신호를 PSD 기법을 이용하여 중성자와 감마선의 신호를 분리 함. 획득 및 분리된 검출기 영상을 본 연구실에 의해 개발된 반복적 영상 재구성법(MLEM)을 이용하여 중성자 및 감마선의 위치판별 영상을 동시에 구현하는 장비를 개발하고자 함 □ 목표 ◯ 2년차 목표 - 신호처리 회로 PSD 기법 적용 및 검증시험(Cf-252 선원 이용) - 검출기 차폐 최적화 전산모사 기반 차폐물 제작 및 배경 방사선 저감효과 검증 - 실험 데이터를 이용한 MLEM 기반 방사선 영상 재구성 및 융합 영상 유효성 검증 - 성능시험 장비 구축 및 절차 개발 - 프로토타입 제작 후 교정 실시 및 검증 결과 확인 후 보완 - 보완 요구 제작 사항 적용 및 목표 달성을 위한 검증 관련 산출물 작성 □ 내용 ◯ 1차년에서 연구된 최적화된 MURA 마스크를 기반으로 실제 텅스텐 기반의 마스크를 제작하고 최적화된 영상 알고리즘과 하드웨어를 이용하여 실제 시스템으로 구성 ◯ 감마선/중성자 신호의 구분을 위하여 사용될 Stilbene 또는 plastic 어레이 기반의 유기 섬광체를 이용한 최적의 figure-of-merit(FOM)을 가지는 파라미터 도출 ◯ 최적화된 PSD 값을 이용하여 하드웨어 상 FPGA에 적용하여 감마선과 중성자 반응의 구분을 확인하였고 그에 따른 검출기 영상 데이터를 확보하여 1차년도에 개발된 영상재구성 알고리즘을 통한 영상 재구성을 시도하고 영상 특성을 분석 ◯ 검출기와 감마선의 반응도를 분석하기 위해 표준선원인 Cs-137, Ba-133, Co-57, Co-60, Na-22 등을 이용하여 감마선 반응 스펙트럼 및 검출기 영상을 확보하고 유기 섬광체를 이용한 감마선 핵종분석의 가능성 여부를 판단 ◯ 중성자의 경우 Cf-252를 구매하여 중성자 및 감마선에 대한 신호 분별 실험을 진행하고 각 선원별 영상을 분리 재구성 성공 ◯ 감마선/중성자 영상 장비의 성능 시험을 위하여 유기섬광체의 핵종 분석 능력, 검출효율, 방사선원의 위치 교정 등의 시험에 대한 장비 구축 및 절차를 완성 □ 목표 ◯ 3년차 목표 - 중성자 반응 실험(에너지 교정) - PSD 성능을 위한 최적화 시험 - 민감도 향상 기술 개선 - 성능시험 장비 구축 및 절차 개발 - 시작품 개발 및 적용성 평가 □ 내용 ◯ Stilbene 어레이 및 Plastic 섬광체(EJ-276) 어레이 적용 중성자 반응 성능시험 (DD, DT, Pu-Be선원) ◯ 검출기 차폐 최적화 전산모사 기반 차폐물 제작 및 배경 방사선 저감효과 검증 ◯ 고속 ADC 및 높은 bit resolution 기반 신호처리 회로 구축 및 실험 ◯ Charge Integral Method 변경 후 PSD 비교 평가 ◯ Internal gain 증폭 비교 후 최적의 PSD 조건 도출 ◯ 저에너지 감마선과 중성자의 PSD 능력 손실 보완 기술 개발 ◯ 최종 목표인 300초 이내에 중성자와 감마선 동시 영상 획득(50 cm 거리에서 85 μCi Cf-252 선원 영상 획득) ◯ LabVIEW 기반 사용자 인터페이스(graphic user interface; GUI) 개발 ◯ 프로토타입 제작 후 교정 실시 및 검증결과 확인 후 보완 ◯ 보완 요구 제작 사항 적용 및 목표 달성을 위한 검증 관련 산출물 작성 ◯ 감마선-중성자 복합환경에서의 이중입자 영상 시험 □ 연구개발성과 o 정량적 성과 ⦁ 안전기술보고서 4건, 논문 게재(국내외 SCI) 4편 ⦁ 시작품 제작 1건 o 정성적 성과 ⦁ 핵물질의 중성자 및 감마선에 의한 영상을 획득하여 위치정보를 획득, 탐지 및 평가하는 핵사찰 활동 기술로 이용 ⦁ 사용후핵연료 중간저장시설의 안정적인 운영으로 임시저장시설의 저장공간 확보를 통해 향후 원자력 발전소의 안정적 운영에 기여 ⦁ 국민의 방사선 관련사고 및 핵테러 등의 국가적 재난을 예방 ⦁ 원전 제염 해체 시 방사성 폐기물의 오염 여부를 판단하는 장치로 사용하여 비용 절감에 기여 □ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 [기술적 측면] o 방사선 준위 분포를 측정하기 위한 방사선 검출기와 방사성 환경에서 운영되는 실시간 영상카메라를 결합한 시스템으로 원전시설 및 방사선 관련시설 주변의 방사선 준위 분포와 현장 영상을 동시에 감시할 수 있음 o 3차원 방사선원 위치 기술은 미지 선원의 핵종 및 위치정보를 동시에 제공함으로써 방사선 추적에 걸리는 시간을 획기적으로 단축하고 선원의 위치에 대한 매우 직관적인 정보를 제시하여 선량 수치 값에만 의존하던 기존 방사선 탐지 기술의 한계를 극복할 수 있으므로 방사선 안전에 대한 새로운 패러다임을 제시할 수 있을 것이라 기대됨 [경제적․산업적 측면] o 향후 원전폐로산업분야에서 사람이 들어갈 수 없는 방사성 환경을 관측하기 위해 로봇 탑재형 감마카메라 등이 중요한 역할을 함 o 선진국에 비해 낙후된 방사선 계측 기술을 고도화 및 선도화를 통한 기술의 자립도를 향상시킴 o 첨단 방사선 계측 기술을 구축하여 원전 시장에 기술경쟁력 있는 제품을 수출함으로써 국부 창출에 기여함 o 원자력 분야의 블루오션인 방사선 안전 및 방호 측면의 신산업 동력으로 활용하여 일자리 창출과 청년 창업 증대 등에 기여가 가능할 것임 [사회적 측면] o 본 시스템에 내장된 센서는 핵종분석능력이 뛰어나 인공방사성핵종이나 핵물질을 구분하여 탐지할 수 있기 때문에 방사성 및 핵물질 불법거래 및 운반으로 인한 국가적 재난을 예방하고, 주변국들의 핵활동 탐지 기반 기술에도 기여할 수 있음 o 국가 중요 관공서, 공항만, 열차 및 버스터미널, 대규모 스포츠 행사장, 공공장소, 대형 백화점 또는 할인매장 등의 다중이용 시설에서 발생할 수 있는 방사능 관련사고 및 핵테러를 효율적으로 예방하고 대응할 수 있는 카메라/방사선 통합 감시 시스템임 o 방사능 및 선량에 관한 보다 쉽고 자세한 정보 제공을 통해 방사선 및 방사능에 대한 일반인들의 인식 개선과 기술 정보에 대한 대중의 접근성을 향상할 수 있음 (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 정만희
• 주관연구기관 : 제주대학교
• 발행년도 : 20220300
• Keyword : 1. 이중입자;부호화구경;신호파형 분별기법;섬광체;실리콘 광증배소자; 2. Dual-particle;Coded-aperture;Pulse shape discrimination;Scintillator;SiPM;

□ 연구개요 급성췌장염은 임상에서 흔하게 볼 수 있으며 발생률이 증가하고 있는 질병이다. 급성 췌장염 환자는 대부분 보존적인 치료로 증상이 좋아지나 20-25%에서는 장기 부전을 동반한 중증췌장염으로 진행하여 중환자실 치료가 필요하며 전체 급성췌장염 환자중 2-9%는 사망할 수 있다. 특히, 췌장염으로 인한 사망은 5-7일 내에 발생하므로 초기치료가 매우 중요하다. 하지만, 현재까지 치료 방법은 금식 및 수액요법 이외 효과가 입증된 다른 약물 치료는 없다. 급성췌장염에 대한 연구가 오랜 기간 되고 있으나 아직까지 제대로 된 치료제가 없다. 급성췌장염 시작단계는 췌장 세포를 손상하는 세포엽세포 내 변화와 nuclear factor-kappa B (NF-κb)를 통한 췌장내 국소 염증 반응이 시작되는 단계이다. 여러 연구에서 NF-κB를 억제하는 실험을 해보았으나 실질적으로 직접 억제하는 치료제는 없었으며, 실험에서 억제한다고 하여도 임상에서는 모두 실패하였다. 실패한 원인으로는 NF-κB를 효과적으로 억제하지 못한 점, 환자들이 이미 염증반응이 시작된 이후에 와서 효과가 적었던 점, NF-κB외에 다른 염증 매개체들을 억제하지 못한 것으로 분석하고 있다. 또한, NF-κB외에 다른 염증관련 경로를 밝혀 췌장염의 기전을 이해한다. □ 연구 목표대비 연구결과 1. 급성췌장염 코호트 구축 급성췌장염 환자 코호트를 구축하고 매년 100명 이상의 환자를 등록하여 현재 350여명의 데이터를 가지고 있다. 타기관과의 협업을 통해 연구의 범위를 넓히고 추가 연구에 따라 더 많은 연구결과가 나올 것으로 기대된다. 2. 기초실험 기초실험의 기반을 마련하고 추가적인 연구가 가능하도록 세팅하였다. 기초연구는 시간도 많이 걸리고 결과가 나오기까지 반복적인 실험이 필요하므로 추후 여러 개의 연구결과들이 나올 것으로 기대한다. 3. 연구결과 임상연구와 기초연구를 진행하면서 총 4편의 논문을 발표하였다. 각종 학회에서 연구결과를 발표하였고 한 차례 수상도 하였다. □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) 췌장염에 대한 연구는 지속적으로 이루어지고 있지만 현재까지 병태생리에 대한 이해도가 부족하고 치료도 금식과 수액요법 외에는 큰 변화가 없는 상황이다. 이번 연구를 통해 급성췌장염과 FGF21 연관성에 대한 몇 가지 연구를 진행하였다. 총 4편의 논문을 통해 FGF21과 급성췌장염의 중증도와 밀접한 관계가 있음을 밝혔다. 향후 기초 연구에도 도입하여 급성췌장염의 병태생리를 더 깊게 이해하고 치료에도 적용해보고자 한다. 췌장염 코호트 구축은 앞으로도 계속 이어나가서 향후에도 새로운 연구결과들이 나올 것으로 기대하고 있다. 연구 결과들을 더 다듬어서 급성췌장염에 대한 개념을 잡고 새로운 방향에서 질병에 대해 접근하고자 한다. (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 이경주
• 주관연구기관 : 한림대학교
• 발행년도 : 20220300
• Keyword : 1. 급성췌장염;바이오마커;중증도;치료제; 2. Acute pancreatitis;Biomarker;FGF21;Severity;Treatment;

연구개요 · RIS와 spontaneous sarcoma간의 임상적 특성의 차이는 세포적, 유전적인 차이 보다 종양이 발생하는 in vivo의 환경적인 차이(inflammation, hypoxic environment) 에서 비롯되었을 가능성이 있다는 가설을 증명한다 (즉, cell, DNA level의 유의미한 차이는 없을 수도 있다) · 따라서 세포의 성장 특성, DNA sequencing 등이 큰 차이가 없음을 증명하고 in vitro에서 진행하는 radiotherapy나 chemotherapy에 대한 반응 유사성을 찾는 것을 목표로 한다 · 하지만 만약 이러한 세포학적 특성에서 significant difference가 나타난다면 RIS와 Spontaneous sarcoma의 임상적 특성 (RIS의 poor prognosis)의 차이는 세포적 특성에서도 영향을 받았을 가능성이 있고 그에 따른 적합한 치료 방법을 유추해 볼 수 있다. 연구 목표대비 연구결과 ◼ 선행 과제에서 수립된 방사선 유발 육종의 세포주를 이용한 후속 연구로, 드물고 완치가 어려운 방사선 유발 육종의 종양학적 특성을 연구하여, 최적의 치료 방법을 고안하고자 함. ◼ 자연 유발 육종과 비교하여 종양학적 특성을 분석 - 종양 성장 속도, 성장관련 인자 발현, 항암제 및 방사선으로 인한 성장 억제 반응 (치료 효과) 비교 결과) 실제로 방사선 유발 육종과 자연 유발 육종의 세포적 특성에는 큰 차이가 없음을 증명하였고, 방사선 노출로 인해 발생한 종양이 특별히 항암제/방사선 민감성이 떨어지는 것이 아님 역시 밝혀냄. ◼ 방사선 유발 육종의 세포주유래 암조직 이식 (cell line-derived xenograft, CDX) 동물 모델수립을 통해 다양한 항암제 및 면역 치료 등에 대한 감수성을 확인할 수 있는 기틀을 마련 결과) 다양한 항암제 선별 실험 수행을 통하여 기존 자연 유발 육종과 상이하지 않음을 알게 되면서, 전장 유전체 분석을 통한 방사선으로 인한 암 발생에 더 초점을 맞추게 되어 xenograft 모델의 중요도가 감소하였음. Xenograft 는 보다 target을 특정한 후 수행할 계획임. ◼ 희귀 암종인 방사선 유발 육종의 세포주 유래 암조직 이식 모델의 개발은 이후 다양한 특성분석 및 효능 평가의 기본이 됨. 결과) 1. 여러 항암제(docetaxel, cisplatin, doxorubicin, olaparib) 들을 테스트해보았을 때 docetaxel에 더욱 민감한 반응을 보였으며, 2. 수립한 1가지 세포주 뿐만 아니라 여러 건의 환자 기반 세포주 수립을 시도중임. 국내 최고 세포주은행과의 협업에도 성공률이 낮을 만큼 세포주 수립이 어려운 암종이므로 이는 본 연구의 중요도를 설명할 수 있겠음. 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성) ◼ 본 연구진이 진행해온 방사선 유발 육종 연구는, 최근까지 발표된 논문들에 비해 검체의 수집과 분석의 양적, 질적 측면에 있어서 세계적으로 독보적임. 특히, 자료조사 과정에서 미국에서 수립했다고 발표한 방사선유발육종은 이미 사멸해버린 상태로, 본 연구진의 세포주가 세계 유일한 방사선유발육종 세포주임. ◼ 본 연구의 결과를 바탕으로, 방사선 유발 종양의 진단과 치료에 있어서 치료 방침 결정 및 효과적인 약제 적용에도 시도해볼 수 있었음. ◼ 희귀한 세포주를 확보하였으므로 이후의 cell engineering을 통한 therapeutic modulation의 기반을 마련할 수 있었음. ◼ 또한 관련 분야 후학들을 교육함으로써, 박사 학위 및 전문가 인력들을 배출에 기여함. 현재 본 과제 관련으로 서울대학교 의학과 박사 학생이 학위 과정 중에 있음. (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 장지현
• 주관연구기관 : 서울대학교
• 발행년도 : 20220300
• Keyword : 1. 방사선;종양;육종; 2. Radiation;Tumor;Sarcoma;

□ 연구개요 췌장 β-세포 및 신경 세포를 대상으로 하여 최종당화산물이 유도한 당 독성을 억제하는 물질을 식물에 존재하는 phytochemicals 중에서 찾아내고 그 작용 기전을 연구함. □ 연구 목표대비 연구결과 ◯ 1차년도: 췌장 β-세포에서 최종당화산물 독성을 억제하는 fustin에 관한 연구 Methylglyoxal (MG)를 cytotoxic 한 levels 로 48 h 동안 노출시켰을 때, RIN-m5F β-cells 은 인슐린 분비능이 손상되고 세포 손상을 나타냈으나 fustin 으로 전처리시 MG 가 유도한 인슐린 분비저하와 세포 죽음으로부터 RIN-m5F β-cells 을 보호하였다. 또한 fustin 은 MG 가 유도한 ROS 생성과 cardiolipin 과산화를 억제하였으며 glyoxalase 1 활성을 증가시켰는데 이는 fustin 이 MG detoxification 을 증가시킬 수 있음을 나타낸다. 더욱이, fustin 은 RIN-m5F β-cells 에서 AMPK phosphorylation 과 PGC-1α levels 을 증가시켰다. ◯ 2차년도: 신경 세포에서 MG 독성을 경감시키는 sciadopitysin에 관한 연구 SK-N-MC neuroblastoma cells을 사용하여 sciadopitysin이 MG가 유도한 세포독성에 대하여 보호 효과가 있는지 알아보고 그 기전을 연구하였다. 연구 결과 SK-N-MC cells을 sciadopitysin으로 전처리 하였을 때 MG에 의해 억제된 cell viability를 증가시켰고 MG에 의해 유도된 apoptosis, necrosis, autophagy를 감소시켰다. Sciadopitysin은 MG가 유도한 세포내 Ca²⁺, NOX4, oxidative stress, MG-protein adducts levels을 경감시켰고 MG에 의해 억제된 PGC-1α, nuclear Nrf2, 및 glyoxalase 1 levels을 증가시켰다. □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) ◯ 부작용을 최소화한 약물 개발이 필수적이므로 천연에 존재하는 식물자원을 이용하여 최종당화산물에 의한 독성을 억제하는 물질을 찾아내어 식생활을 통해 안전하게 당뇨 합병증을 예방할 수 있음. ◯ 본 연구에서 당뇨 합병증 억제 활성을 보인 fustin과 sciadopitysin은 건강보조식품 또는 기능성 식품의 원료로 이용될 수 있어 고령화 사회의 도래에 의한 노인 관련 질병의 치료 및 예방에 기여하여 건강한 노후 생활 향상을 보장할 것임. (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 최은미
• 주관연구기관 : 경희의료원
• 발행년도 : 20220300
• Keyword : 1. 당뇨 합병증;췌장 β 세포;신경세포;퍼스틴;시아도피티신; 2. diabetic complication;pancreatic β cell;neuronal cell;fustin;sciadopitysin;

□ 연구개요 ■ 국내 화재의 약 63%는 (2017년) 건물화재가 차지하고 있으며 건물 대부분이 철근 콘크리트 구조(RC)로 이루어져 있음. 화재가 소화활동으로 진압되면 RC 구조체는 적절한 진단 및 보수를 거친 후 재이용 되는 것이 일반적이므로, 콘크리트에 가해지는 고온이나 소방활동 과정에 발생하는 수분 공급이 콘크리트의 물리 화학적 성질 및 성능에 미치는 영향은 RC 구조물의 재이용 시 건물 안전성 평가기준이 되는 매우 중요한 정보임. ■ 콘크리트의 성능은 물과 시멘트의 반응으로 생성되는 시멘트 경화체가 큰 역할을 차지하며, 가열에 의해 시멘트 경화체 중 칼슘 실리케이트 수화물(C-S-H)의 탈수 및 분해에 의해, 콘크리트의 역학적 성능이 크게 변화하는 것으로 알려져 있으나, 그 영향에 대한 메커니즘은 아직 명확히 밝혀진 바가 없음. 또한, 가열 후 수분공급에 의한 재수화 과정이 시멘트 경화체의 구조 및 역학특성에 미치는 영향에 대해서도 불분명함 . ■ 본 연구과제에서는, 다양한 화학 조성(Ca/Si)을 가지는 순수 합성 C-S-H와 시멘트 경화체를 제작하여, 재료과학 분야 첨단 분석방법 중 하나인 고체 ²⁹Si NMR 과 세계 최대 규모의 최첨단 가속기 X-선 산란(일본 SPring8)을 활용하여 “다양한 고온가열 및 재수화에 의한 시멘트 경화체의 구조 및 성능 회복 메커니즘”을 규명하고자 함. □ 연구 목표대비 연구결과 ■ 연구 목표 1. 수화물 구조해석 ● PDF와 NMR을 통하여 시멘트 수화물 중 가장 중요한 역할을 하는 C-S-H 분석하였음. ● C-S-H의 원자 간 거리 분석을 통하여 시멘트 경화체 내 C-S-H 변화에 대한 연구 진행. ● In-situ X-ray scattering 실험을 통하여 얻은 PDF와 XRD 결과를 토대로 나노 단위에서의 C-S-H 역학적 성능을 평가하는 방법을 제시함. ● Ca/Si 비율이 달라짐에 따라 역학적 성능에 차이를 보임을 증명함. ■ 연구 목표 2. 회복 성상 해석 ● 다양한 고온 환경 (200 ~ 1000℃) 및 재수화 조건 (시간, 상대습도)을 활용하여 시멘트 경화체 및 콘크리트 구조물의 회복 성능에 대하여 평가를 진행하였음. ● ²⁹Si NMR, XRD, Microtest, Optical microscope, 밀도 측정기 등을 활용하여 여러 측면에서 회복성상을 관찰 하였음. ● 재수화 진행 시 C-S-H의 MCL과 시멘트 경화체의 압축강도의 선형적 관계를 파악하였음. ● 일부 나노물질의 혼입 시 (CNT, 나노 실리카) 회복 성상에 긍정적인 영향을 줄 수 있음을 관찰하였음. ■ 연구 목표 3. 화재피해 저감 및 회복 촉진 물질 도출 및 실용화 ● CNT를 시멘트 페이스트에 혼입 시 화재 발생 전과 후 모두 강도 증진이 발생하였음을 확인. ● 나노 실리카 혼입 시 재수화 과정을 진행 한 후 일반 포틀랜드 시멘트에 비하여 강도가 크게 증진된 것을 확인하였음. ● 분산성, 배향성 검토를 통한 최적의 나노 물질 혼입 방안 및 배합비 제시를 위한 기초연구 진행. □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) ■ 본 연구에서 얻은 C-S-H의 역학성능 열화 및 회복 등의 매크로 스케일의 현상과 ²⁹Si NMR, 고 에너지 X-선 산란에서 도출한 분자 레벨의 해석 결과간의 상관성을 명백하게 밝혀냄으로서, 화재와 같은 고온피해를 입은 콘크리트 역학특성변화 매커니즘을 세계 최초로 순수 C-S-H의 특성에서부터 규명하는 것이 가능하다고 사료됨. 이는 시멘트계 재료인 콘크리트까지 확장 적용 가능한 기초 이론 자료로서 활용이 가능하며, 발표된 연구 내용은 추후 세계적으로 널리 인용될 것으로 사료됨. (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 배성철
• 주관연구기관 : 한양대학교
• 발행년도 : 20220300
• Keyword : 1. 시멘트;가열;X-선 산란;핵자기공명;재수화; 2. Cement;Heating;X-ray scattering;NMR;Rehydration;

연구개요 지금까지 내방사선 집적회로 연구는 “방사선의 영향이 회로 내의 단일 노드에만 영향을 받는다”는 가정 하에 트랜지스터 회로설계 수준에서만의 연구가 수행되고 있다. 그러나 최근“초미세 공정의 회로는 회로선폭이 작아 방사선이 침투하면 단일 노드 만이 아니라 다중 노드까지도 방사선의 영향을 받는다”는 연구결과가 밝혀지면서 기존의 내방사선 소자의 설계방식은 더 이상 내방사선 성능을 보장할 수 없게 되었다. 본 연구에서는 이러한 배경 하에 독창적인 회로도 수준과 배치배선도 수준의 내방사선 혼성 설계기법을 최초로 개발하여‘다중 노드 업셋’에도 강인한 내방사선 storage latch cell의 집적화기술 기술을 개발한다. 연구 목표대비 연구결과 본 연구의 최종목표는 방사선으로 인하여 발생하는 초미세 공정 집적회로 내의 다중 노드업셋에 강인한 데이터 저장 집적회로의 오류발생에 대한 신뢰성 확보이다. 목표 달성을 위한 세무 연구목표 및 연구결과는 다음과 같다. 세부 연구목표 : 다중노드 업셋 특성에 대한 기초 분석 연구 평가의 착안점 : 시뮬레이션 결과 제시 연구결과 (100% 목표달성) : 시뮬레이션 결과 제시 세부 연구목표 : 내방사선 layout 기법 평가의 착안점 : 내방사선 layout 기법 개발결과, 특허 1건 출원 연구결과 (100% 목표달성) : 내방사선 layout 기법 개발결과, 특허 1건 출원 완료 세부 연구목표 : 다중 노드 업셋에 강인한 내방사선 회로 개발 평가의 착안점 : 정상 동작 확인결과 제시 연구결과 (100% 목표달성) : 정상 동작 확인결과 다중노드 업셋 방지 결과 확인 세부 연구목표 : 배치배선과 회로수준의 내방사선 기법을 결합한 test chip 설계 평가의 착안점 : 기존 대비 30%이상 기능 향상, 학술지 투고 연구결과 (100% 목표달성) : 기존 대비 96%이상 기능 향상, 학술지 투고 (아래 2건 투고완료) 세부 연구목표 : 설계된 회로의 기능검증 평가의 착안점 : 정상 동작 확인결과 제시 연구결과 (100% 목표달성) : 정상 동작 확인결과 확인 완료 세부 연구목표 : 설계된 회로의 고도화 및 지적재산권 및 논문제출 평가의 착안점 : 분석결과 제시, 특허 1건 및 학술지 투고 연구결과 (100% 목표달성) : 분석결과 제시, 특허 1건 출원 완료 및 국제 학술지 2건 (IEEE TCASII, Electronics Letter 투고완료(심사중)) 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성) 지금까지 내방사선 집적회로는 우주, 국방, 원자력 등의 극한환경 용으로만 이용되어 왔는데 반도체 회로선폭이 초미세화되어 지상이나 저상공에도 항상 존재하는 미약한 방사선으로도 자율자동차, 드론과 산업용 로봇에 탑재된 전자부품에도 방사선의 영향을 무시할 수 없다. 이와 같은 환경에서 발생하는 방사선으로 인하여 오류가 발생하고 트랜지스터의 전기적 특성을 점진적으로 변화시키며, 이는 궁극적으로 반도체 집적회로의 전기적 특성이 변경되어 시스템의 운용에 문제를 발생시킬 수 있다. 본 연구는 이를 해결하기 위한 것으로 확장성이 있고 부가가치가 높은 기본연구이며 추후 다양한 응용분야에 활용할 수 있다. 내방사선화를 위해서 두꺼운 금속판을 이용하여 shielding을 하지만, 이는 시스템의 무게를 크게 증가시켜서 비용이 커지는 부작용을 낳는다. 방사선으로 인한 트랜지스터의 손상정도를 정확히 관찰할 수 있으면 회로들의 설계 단계에서 이를 고려하여 설계함으로써, shielding을 위하여 필요한 금속판의 두께를 줄이는 것도 가능하다. 이로 인하여 시스템 비용절감이라는 경제적 효과도 기대할 수 있다. (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 김진상
• 주관연구기관 : 경희대학교
• 발행년도 : 20220300
• Keyword : 1. 내방사선 설계;다중노드업셋;소프트오류;래치;저장소자; 2. radition-hardening design;multiple-node upset;soft error;latch;memory element;

□ 연구개발 목표 및 내용 ○ 최종 목표 ○ 우라늄 농축도 적시 측정을 위한 레이저 유도 플라즈마 분광분석(LIBS)과 레이저 유도 형광 분광분석(LIF) 통합 분석기법 개발 ○ 전체 내용 ○ 1차년: LIBS-LIF 분석 장비 설계 및 LIBS를 이용한 우라늄 분석 조건 최적화 - LIBS-LIF 분석 장비 설계 - LIBS 레이저 및 검출부 설치 - LIF 검출부 설치 - LIBS 측정 조건에 따른 우라늄 측정 조건 최적화 ○ 2차년: LIBS-LIF 분석 장비 설치 및 이를 이용한 우라늄 동위원소 구분 측정 - LIBS-LIF 분석 장비 설치 - LIBS-LIF 분석을 이용한 우라늄 동위원소 측정 - LIBS-LIF 분석 기법의 비핵화 적용에 관한 보고서 작성 ○ 3차년: LIBS-LIF 분석을 이용한 우라늄 농축도 측정 기법개발 - LIBS-LIF 분석을 이용한 우라늄 분석 조건 최적화 - LIBS-LIF 분석을 이용한 우라늄 농축도 측정 적용성 평가 □ 연구개발성과 ○ LIBS-LIF 분석 장비 ○ LIBS-LIF를 이용한 우라늄 농축도 측정 조건 및 농축도 측정 성능 평가 자료 ○ LIBS-LIF 분석 관련 보고서 (핵물질사용인허가 문제로 우라늄을 이용한 LIBS-LIF 장비성능평가는 이루어지지 못했으나, 개발된 LIBS-LIF 장비를 이용하여 우라늄 대체물질인 가돌리늄 동위원소를 측정하여 장비 성능을 검증함) □ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 ○ 북한 핵시설 및 핵물질을 대상으로 한 고농축 우라늄 검증 기술 역량 강화 ○ 현장형, 원거리 고농축 우라늄 탐지를 위한 기반 기술 확보 ○ 핵비확산 기술 선도를 통한 국제 위상 제고 (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 박세환
• 주관연구기관 : 한국원자력연구원
• 발행년도 : 20220100
• Keyword : 1. 레이저 유도 플라즈마 분광분석;레이저 유도 형광 분광분석;우라늄;농축도;핵감식; 2. LIBS;LIF;Uranium;Enrichment;Nuclear Forensics;

□ 연구개발 목표 및 내용 ○ 최종 목표 < 원자력 발전소 안전해석의 종합효과실험 데이터 기반 모델링 기법을 이용한 정확도 향상 연구 > ○ 원자력 안전해석코드의 정확도에 가장 큰 영향을 미치는 구성방정식을 종합효과실험(IET: Integral Effect Test) 데이터를 이용하여 데이터 기반 모델링 방법을 통해 불확실성 감소 ○ 이를 위해서 개별효과실험(SET: Separate Effect Test)에서 먼저 데이터 기반 모델링을 위한 인공신경망(ANN: Artificial Neural Network) 구축 및 원자력 안전해석 코드인 MARS와 연계 ○ IET의 데이터를 통해서 SET로 학습된 MARS+ANN 고도화 ○ 학습된 안전해석코드의 오차 및 한계 평가 ○ 전체 내용 ○ SET 데이터 기반 인공신경망(ANN) 학습 및 MARS-KS 코드와의 연동 - ANN 학습을 위한 여러 열수력 조건의 SET 데이터베이스 구축 - IET 데이터로 ANN을 학습하기 전 ANN을 SET 데이터로 선(先)학습 - ANN 구현이 용이한 Python 등의 언어와 MARS-KS와 연동 ○ 단일 IET 데이터 기반의 기계학습을 통한 안전해석 코드와 ANN 연동 - SET 데이터 기반으로 구성방정식을 대체할 수 있는 학습된 ANN의 IET 적용 및 평가 - SET 데이터 기반 ANN 출력 변수에서 IET 데이터의 모사를 위한 변수 보정 방법론 개발 - IET 데이터로 보정된 변수를 기반으로 한 ANN 학습 - 훈련된 ANN의 다른 IET 데이터의 적용성 및 정확성 평가 ○ 다중 IET 데이터 기반의 기계학습을 통한 코드 내 구성방정식의 오차 기여도 평가 - 다중 IET 데이터에서의 ANN 학습 및 정확도 평가 - 다중 IET 데이터 기반 ANN, 단일 IET 데이터 기반 ANN의 구성방정식간 비교 - 코드 내 구성방정식으로 인한 오차 및 한계 평가 □ 연구개발성과 • 본 연구를 통해 원자력 발전소 인허가에 중요한 발전소 안전해석 시 사용되는 안전해석코드에 여러 계통의 영향이 합쳐진 IET 데이터 기반 인공신경망(ANN)을 적용하여 더 정확한 안전해석코드를 구현하고자 함. • 구성방정식 모델 개발 시 IET 데이터를 활용하여 정확도를 향상할 수 있는 방법론 개발 • 기존 구성방정식 모델과 IET 데이터로 학습된 ANN의 비교를 통해 물리에 기반한 구성방정식 모델의 오차가 크게 발생할 수 있는 열수력학적 조건과 원인을 찾아내고 그에 따른 기존 구성방정식의 오차를 보정할 수 있는 영역을 찾을 수 있음. • ATLAS-DSP, LOFT와 같은 IET 실험이 추가적으로 시행될 때마다 ANN에 사용할 수 있는 데이터가 증가하며, 이를 통해 궁극적으로 구성방정식의 제한된 수학적 함수 형태에서 벗어나서 ANN을 통해서 비선형적 데이터 사이의 상관관계도 구현하여 안전해석 코드의 정확도를 최대화 할 수 있음. • ANN을 기반으로 한 규제코드 선진화와 원자력 시스템 해석 코드 개발에 기여할 수 있는 원천 기술 확보 □ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 • 기존 구성방정식이 가지는 제한적인 수학적 함수꼴에서 벗어나서 데이터 기반 모델링을 통해서 실험적 데이터가 축적될수록 자연스럽게 정확해지는 안전해석 코드 구현. • 기존에 안전해석코드의 검증에 주로 사용되었던 IET 실험데이터들을 안전해석코드 개발에 직접적으로 사용할 수 있게 해주는 기초기술. • 차세대 안전해석 코드개발을 위해 인공신경망(ANN)의 사용가능성을 선제적으로 파악하여 이를 바탕으로 해외선진국 대비 안전해석 코드 분야의 기술적 격차를 유지 또는 좁힐 수 있는 원천기술 개발 (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 이정익
• 주관연구기관 : 한국과학기술원
• 발행년도 : 20220100
• Keyword : 1. 규제 코드 선진화;인공신경망;차세대 원자력 시스템 안전 해석 코드;구성방정식;종합실험효과; 2. Progress of regulation code;Artificial neural network;Next generation nuclear system safety analysis code;Constitutive equation;Integral effect test;