□ 연구개요 만성 염증성 질환인 류마티스 관절염은 장기적인 치료가 필요하며, 고가 치료약제의 사용이 증가하고 있어 질병 부담금이 높은 대표적인 질환입니다. 또한, 해당 질병에서 주로 사용되는 생물학적 제제의 사용은 부작용으로 감염의 위험성을 증가 시킬 수 있어 류마티스 관절염의 새로운 치료 전략의 개발이 필요합니다. 본 연구에서는 류마티스 관절염에서 저선량방사선의 항염증효과를 확인하고, 그 기전을 규명하며, 적정 선량, 분획, 최적의 치료시기를 제시하여 류마티스 관절염에서 새로운 치료 방법으로서의 가능성을 타진하고자 합니다. □ 연구 목표대비 연구결과 Collagen-induced arthritis mouse에서 항염증효과를 보이는 저선량방사선의 적정선량, 분획, 최적의 치료시기를 결정하기 위해 반복 실험을 진행하였고, 그 결과 류마티스 관절염 증상이 발현된 후 총 2 Gy의 방사선량을 4 분획에 걸쳐 조사하는 것이 항염증효과를 가장 크게 보인다는 것을 알게 되었습니다. 한 mouse model에 국한하지 않고 위와 같은 실험을 K/BxN mouse에서 반복하였고 류마티스 관절염 환자에게서 얻은 세포에서도 같은 결과를 확인하였습니다. 그 기전을 알아보기 위한 실험들에서 저선량방사선은 류마티스 관절염 mice에서 lymphocytes의 activation, proliferation, differentiation, lnflammatory cytokine secretion에는 영향을 주지 않고 국소적인 lymphocyte apoptosis를 증가시키며 immune cell 수를 감소시켰습니다. 그리고 연골 파괴 정도를 감소시켰습니다. 기존 연구 목표에서 적정 저선량방사선 조사 방법의 확립과 항염증효과 기전 규명은 진행되었고, 목표했었던 기존 류마티스 관절염 약제와 저선량방사선 결합치료에 대한 시너지 효과 검증은 추가 실험을 계획하고 있습니다. □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) 다양한 mouse model 및 류마티스 관절염 환자에게서 얻은 세포에서 저선량방사선이 안전하게 국소적인 항염증효과를 보인다는 것을 확인하였고, 그 적정 치료시기, 선량 및 분획을 확인하였기에 추가적인 임상시험 이후, 환자 적용을 고려해 볼 수 있습니다. 기존 류마티스 관절염 약제와 저선량방사선의 결합치료에 대한 추가 실험을 통해 기존 류마티스 관절염 치료의 효과를 증대시키며 부작용을 감소시키는 치료 전략을 구상해 볼 수 있습니다. 저선량방사선의 항염증효과를 확인했기에, 다른 염증성 질환에서도 해당 치료적용을 확대해 연구할 수 있습니다. (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 최훈식
• 주관연구기관 : 경상대학교
• 발행년도 : 20240300
• Keyword : 1. 저선량방사선;류마티스관절염;항염증효과;세포자연사; 2. low-dose radiation;rheumatoid arthritis;anti-inflammatory effect;apoptosis;

□ 연구개요 항암 면역세포치료제의 체내 분포와 표적 종양 및 비표적 장기의 이동을 생체 분자영상을 이용하여 추적하고 평가하는 기술을 개발함. 당 대사공학 기술을 이용하여 항암 면역세포치료제에 표적능을 부가하고 생체 분자영상을 통해 표적능 분석을 수행함. □ 연구 목표대비 연구결과 1차년도 연구개발목표 1. 면역세포 표지기술 개발 및 최적화 • 세포표지용 방사성추적자 후보 3종 중 최종 2종 선정 • 세포 내 이입 또는 세포막 단백질 표지를 이용한 표지 기술 개발 완료 • 각 방사성추적자의 접합체의 방사성동위원소 표지 조건 최적화 완료 2. 항암 면역세포 방사성추적자의 생물학적 특성 및 안정성 평가 • 면역세포 후보 2종 중 1종 선정 • 방사성추적자의 혈청 내 안정성 평가 완료 • 방사성추적자의 세포독성 평가 완료 • 방사성추적자 처리에 따른 세포 특성 변화 평가 완료 • 방사성추적자 세포표지 효율 최적화 완료 2차년도 연구개발 목표 1. 당대사공학 기반 표적리간드 결합기술 개발 • 당대사공학 기질 (기질 후보 2종 중 1종 선정) 기반 세포 표면 아민기 도입 및 표적 리간드 결합 기술 개발 완료 • 당대사공학 기질(2종)에 대한 세포독성 평가 및 표지반응 최적화 완료 • 표적리간드 결합 과정에 대한 세포독성 및 특성변화 평가 완료 • 표적리간드 결합 면역세포의 표적능 평가 완료 표적 항암 면역세포 방사성추적자의 약동학 및 표적능의 분자영상평가 • 소동물 PET/CT 분자영상을 이용한 체내분포 평가 완료 • 비임상 소동물 종양 모델에서 약동학 평가 (미수행) □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) 당 대사공학 기반 표적리간드가 결합된 표적 항암 면역세포를 방사선동위원소로 표지하여 체내거동을 추적할 수 있도록 하는 기반 플랫폼 기술을 개발함. 이를 이용하여 유전자 조작 등의 복잡한 과정 없이 다양한 표적 리간드를 이용하여 적응증 맞춤형 표적 항암 면역세포치료제의 생산이 가능함. 항암 면역세포치료의 체내 거동을 핵의학 분자영상을 통해 확인함으로써 세포치료제의 약동학 및 약동학 분석이 가능하며, 이를 바탕으로 세포치료제의 치료효능을 예측하고 부작용을 최소화할 수 있도록 하는 용량결정에도 중요한 정보를 제공할 것으로 기대함. (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 송인호
• 주관연구기관 : 서울대학교
• 발행년도 : 20240300
• Keyword : 1. 항암;세포치료제;핵의학;분자영상;당대사공학; 2. Anti-cancer;Cell therapy;Nuclear medicine;Molecular imaging;Metabolic glycoengineering;

□ 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 < 필요성 > ○ 두경부암 방사선치료로 인한 침샘 기능 저하 및 삶의 질 저하 - 침샘스캔을 이용하여 침샘 기능을 평가할 수 있으며, 기저상태의 침샘의 섭취 및 침분비 자극후 침샘의 분비양상을 통해 기능이상을 확인함. 방사선 치료 영역 및 선량에 따른 침샘 부위별 기능 평가를 위해서는 3차원 SPECT 기법을 사용해야 하나, 기존의 침샘 스캔은 2차원 검사법으로 각 침샘의 부위별 이상 유무 평가에 제한적 임. 최근 개발된 CZT SPECT/CT를 활용하면 실시간 침샘 SPECT 촬영을 통해 방사선 치료영역 및 선량에 따른 침샘 부위별 기능 평가가 가능함. < 연구내용 및 추진전략 > ○ 이종영상 융합 및 영상 분석 ① 방사선 치료 전후의 침샘 기능 변화를 3D SPECT/CT로 분석 - 기능 저하를 보이는 침샘 영역과 방사선 치료영역 및 선량의 연관성 정량적 분석 - 침샘의 부피 및 저선량 영역에 관한 영향 분석 가능 - 침샘 SPECT/CT 영상 parameter의 측정 및 계산 ‣ CT volume, SUVmax, SUVmean; Metabolic volume, uptake/recovery ratio, ejection fraction ‣ 치료전 및 치료후 변화값 ○ 환자군 모집 및 추적 검사 ① 치료후 침샘 기능을 평가할 수 있는 예측인자 발굴 - 치료 전후 및 추적관찰시 침샘 SPECT/CT양상 비교 분석 및 여러 임상적 인자들(ESR, CRP, amylase 등의 혈액학적 인자)을 이용 : 방사선치료전후 침샘기능 설문지 통해 실제 증상과도 비교분석함 ② 기존 연구들과 비교 시 해당 연구는 단기간 및 장기간의 변화를 동시에 추적 관찰하여 그 양상을 비교: 최종적인 침샘 평가를 통해 방사선 유발 침샘기능 저하의 호전 또는 비가역성 등의 만성적 변화를 분석함 ○ 침샘기능 평가 프로그램 구축 ① 해당 연구로 두경부암 환자의 치료 후 침샘 기능 변화 예측 프로그램의 구축 : 딥러닝 기반 침샘 SPECT/CT 학습용 데이터셋 프로그램 구축 - SPECT/CT장비에서 측정된 수치 및 영상데이터를 학습 서버로 전송하여 데이터셋 DB화 - 딥러닝 학습 프레임워크 구현 및 모델 알고리즘 구현 ② 구축된 프로그램을 통한 임상적 검증 및 환자 맞춤형 방사선치료(patient-specific radiation therapy) 가능 □ 연구 목표대비 연구결과 < 정성적 연구개발 결과 > - 이종 영상 융합 시스템의 구축 완료: 방사선 치료시 얻는 모의 영상과 침샘 기능 평가용 침샘 SPECT/CT의 융합 시스템 - 침샘 영향과 연관된 선량 한도의 설정 < 정량적 연구개발 결과 > - 특허 출원 및 등록 1건: 이종 영상 융합 시스템의 분석 방법 및 장치에 대한 특허 등록 완료 (목표성과대비 50% 달성) - 관련 논문 출간 (SCI) 2건 달성 (목표성과대비 100% 달성) 특허 출원을 제외한 나머지 연구 성과는 목표 성과를 충분히 달성함. 또한 특허는 출원을 목표로 하였으나 등록까지 되는 결과를 얻을 수 있었음. □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) ① 의학적 측면 - 3차원 침샘 SPECT/CT의 침샘기능 평가에 대한 임상적 유용성 확보 및 두경부암의 새로운 치료 가이드라인 확보의 기반이 됨. - 해당 연구의 데이터셋 구축 프로그램을 통해 치료 후 침샘 기능 저하의 위험성이 높은 환자를 사전에 예측 가능. - 환자 맞춤형 방사선 치료법 적용을 통해 두경부암의 방사선 치료에 있어 새로운 방향을 제시함. ② 기술적 측면 - 해당 연구의 이종 영상 융합 + 추가적인 의료 데이터와 상관관계 연구. 환자의 혈액학적 샘플과 병리 샘플을 추가한 이종 융합 오믹스 분석을 위한 기틀 마련 ③ 경제·산업적 측면 - 통상적으로 방사선치료 후 발생하는 침샘기능 관련 합병증 감소를 통한 의료비용 및 연관된 사회경제적 비용 감소. (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 유익동
• 주관연구기관 : 순천향대학교
• 발행년도 : 20240300
• Keyword : 1. 이종의료영상 융합;두경부암;방사선치료;침샘기능;환자맞춤형 치료; 2. integration of heterogeneous medical imaging;head and neck cancer;radiation therapy;salivary gland function;patient-specific radiation therapy;

□ 연구개요 본 과제의 궁극적 연구목표는 “국내 핵폐기물 처리방향 제시”이다. 원자력 발전을 하고 나면 그 부산물로서 방사성 폐기물이 필연적으로 발생된다. 고준위 폐기물에는 수명 핵종이 다량 포함되어 있기 때문에, 그 방사능의 잠재 위해도가 자연 수준으로 감소하기까지 수 만년이 걸리며 수백년동안 높은 방사선과 붕괴열을 방출하는 특성을 갖고 있다. 본 과제는 국내 핵폐기물 처리방향 제시를 목표로한다. □ 연구 목표대비 연구결과 가속기 구동 핵변환 시스템에서 고밀도 양성자 발생장치가 많은 비중을 차지하는데 보통 양성자 에너지는 1 GeV 정도가 필요하고 그 출력은 최소 10 MW가 필요하다. 이 부분의 한 후보로 상세 사이클로트론 설계를 한다. 그림 1에서 보듯이 현재 존재하는 가장 고밀도 양성자 발생장치는 사이클로트론이며 향후 10 MW 급 사이클로트론도 스위스 PSI에서 개발예정이다. 본 과제에서는 핵심 부분으로 실제 운전에 사용될 수 있는 상세 사이클로트론 설계를 하였다. 운영 중이거나 건설예정인 국내 가속기를 활용할 수 있는 방안에 대한 조사를 하는 것이다. 국내에는 거대 규모의 가속기가 이미 운영 중이거나 (경주 양성자 가속기) 건설 예정중인데 (대전 중이온 가속기) 새로 가속기를 건설하는 것이 아니라 기존의 가속기를 바로 활용 할 수 있도록 안을 제시하는 것이다. 참고로 현재 개념설계가 완료된 한국형 중이온 가속기는 가장 가벼운 양성자에서 무거운 우라늄까지 가속기 가능하도록 제안되고 있다. 조사결과 두 시설은 각 기관의 고유사업에 집중적으로 운영이 되어야 하는 상황으로 핵변환 시스템 연구에는 적합하지 않다는 결론을 내렸다. □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) * 에너지 측면에서의 중요성 원자력 발전을 하고 나면 그 부산물로써 방사성 폐기물이 필연적으로 발생되는데 이중 고준위 폐기물에는 장수명 핵종이 다량 포함되어 있기 때문에 그 방사능의 잠재 위해도가 자연수준으로 감소하기까지 수십만년이 걸리며 수백년동안 높은 방사선과 붕괴열을 방출한다. 세계적으로 이에 대한 해법을 찾는데 많은 지원을 하고 있는데 우리 나라에서는 아직 이에 대한 연구가 진행되고 있지 않다. 따라서 본 연구과제를 통해 가속기 구동 핵변환 시스템의 원천 기술 개발에 대한 연구와 향후 방향을 제시함으로써 고준위 폐기물 처리 및 대체 에너지 개발에 획기적인 전기를 마련할 것이다. (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 신승환
• 주관연구기관 : 고려대학교
• 발행년도 : 20240200
• Keyword : 1. 핵폐기물;구동용가속기;사이클로트론; 2. Nuclear waste;Accelerator driven system;Cyclotron;

□ 연구개요 섬광검출기 기반의 투과형 검출기 (Transmission detector) 개발로 방사선(X-ray, Proton) 치료전 품질보증 (Quality Assurance)과 치료빔 온라인 분석을 통해 방사선 치료의 오류를 거의 실시간으로 검출하고 선량 검증할 수 있는 방사선 치료 품질 보증 시스템을 구축한다. 그리고 이를 통하여 방사선치료의 오류 가능성을 제거하고 치료품질 향상에 최적화된 품질보증 원천기술을 확보한다. □ 연구 목표대비 연구결과 ■ 섬광검출기에서의 X-ray빔, Proton 빔 측정 타당성 확인 • Linac 6MV, 10MV에서 Beam Profile 및 Transmission factor 확인 • Proton beam 대표에너지 (70 MeV, 110 MeV, 150 MeV등) 에서의 Beam Profile 및 Transmission factor 확인 ■ 선형가속기용 투과형 검출기 제작 및 치료환자QA 적용 • 선형가속기용 시스템 개발 및 환자 QA시의 섬광 이미지 분석 • 치료빔 온라인 분석 및 비교 기능 구현 • 비교 후 임상적용 가능성 도출 ■ 양성자치료기용 투과형 검출기 제작과 환자 QA 적용 • 양성자 치료기 Snout 부착 가능한 투과형 검출 시스템 개발 • Patient-specific QA Image (position, intensity) 분석 • Beam Online-monitoring 기능 개발 ■ 투과형 검출기 시스템을 이용한 온라인 분석 및 선량 검증 시스템 구축 • 선형가속기용과 양성자치료기용 투과형 검출기의 온라인 모니터링 시스템 통합 개발 □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) 본 연구 결과는 방사선치료 온라인 검증 시스템 개발 결과로 방사선 (X-ray, Proton) 치료 전 품질보증 (Quality Assurance)과 치료빔 온라인 분석을 통해 방사선 치료의 오류를 검출하고 온라인으로 선량 검증할 수 있는 시스템을 구축할 수 있다는 중요성이 있다. 또한 기존 상업적으로 사용하던 Ion Chamber나 Diode detector 기반의 투과형 검출기가 가지는 공간분해능의 단점을 해결함과 동시에 섬광판과 카메라로 구성되는 저비용 시스템으로 치료 방사선 모니터링과 그 품질보증 원천기술을 최초로 확보할 수 있어서 본 연구의 파급효과와 잠재성은 매우 크다고 할 수 있다. (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 안성환
• 주관연구기관 : 삼성서울병원
• 발행년도 : 20240300
• Keyword : 1. 방사선치료;X-ray 치료;양성자 치료;섬광검출기;투과형검출기; 2. Radiation Therapy;X-ray Therapy;Proton Therapy;Scintillator Detector;Transmission Detector;

◻ 연구개요 사구체 특이적 lamin B1 cKO 마우스를 이용하여 노화, lamin B1, 사구체 기능으로 이어지는 유전적 경로의 상호 인과관계를 마우스의 개체수준에서 증명하고 lamin B1의 상위 신호전달경로 및 조절 기전을 규명함 ◻ 연구 목표대비 연구결과 ❍ 과제 계획서에서 제시한 연구목표 중 lamin B1에 의한 신기능 저하를 마우스와 초파리의 개체수준에서 분석하고자 하는 연구목표를 대부분 달성함 ❍ 구체적으로 성공적으로 진행한 연구는 다음과 같음 √ 마우스 사구체 각 세포의 노화에 따른 lamin B1 변화 측정 √ 사구체 특이적 lamin B1 KO 마우스의 생산 및 기본 분석 √ 사구체 특이적 lamin B1 KO 마우스의 분석을 통한 lamin과 신기능 간의 인과관계 확인 √ 초파리를 이용한 lamin B1의 신기능에서의 역할 및 상위 조절경로 규명 ◻ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) ❍ 연구과제의 활용 계획 √ 다양한 노인성 질환의 제어를 위한 새로운 모델 제시 √ 본 연구에서 사용된 실험모델을 활용한 다양한 공동연구 추진 √ 당뇨병성 신증 등 유사 신장 질환에 확대적용 ❍ 기대효과 √ 노인성 신기능 저하에 대한 lamin을 매개로 새로운 연구방법 활성화 √ Lamin B1 상위 조절 경로의 연구를 통해 신장 질환 치료 후보물질 발굴 √ 사회 전체의 노령화로 인해 급격히 증가하는 의료비 부담 완화 (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 김영조
• 주관연구기관 : 순천향대학교
• 발행년도 : 20240300
• Keyword : 1. 노화;핵막;라민 비1;사구체;족세포; 2. aging;nuclear envelope;lamin B1;glomerulus;podocyte;

□ 연구개발 목표 및 내용 ◼ 최종 목표 ○ 원전 실시간 계측, 운영, 운전, 안전 및 사고관리 Big Data와 심층학습 인공지능 기술을 이용한 실시간 종합안전 및 사고관리 파일럿 플랫폼 개발 ◼ 전체 내용 - 원전 실시간 감시계통 계측기 신호 진단 및 신호해석과 디지털 신호 동적보상 논리 개발 - MARS-KS를 활용한 열수력계통 안전해석 Big Data 구축 체계 개발 - 원전 운영, 운전, 안전 및 사고관리 파일럿 Big Data 구축 - 가동원전 및 AtomCARE와 연계 및 활용방안 검토 - 원전 Big Data를 이용한 원전 운전, 과도 및 사고진단, 예측과 대응 실시간 종합안전 및 사고관리 심층학습 구축 방법론 개발 - 원전 실시간 종합안전 및 사고관리 파일럿 플랫폼 (iLisa-MP, intelligent Living Safety & Accident - Management Platform) 개발 및 확인검증 ◼ 1단계 ❏ 목표 ○ 원전 실시간 감시계통과 운영, 운전, 안전 및 사고관리 Big Data를 이용한 운전, 과도 및 사고진단, 예측 및 대응 AI 심층 학습 방법론 개발 ❏ 내용 - 실시간 감시계통 신호 진단, 해석 및 동적보상 방법론 개발 - 참조원전 및 파일럿 Big Data 구축 대표 Event 선정 - AtomCARE 운영현황 및 기술 현안 검토 - 참조원전 운영, 운전, 안전 및 사고관리 Big Data 구축방법론 개발 - 참조원전 실시간 감시계통 입력과 운전, 안전 및 사고관리 Big Data를 이용한 실시간 종합안전 및 사고관리 AI 심층학습 방법론 개발 ◼ 2단계 ❏ 목표 ○ 참조원전 파일럿 Database 구축 및 파일럿 Big Data를 이용한 실시간 종합안전 및 사고관리 파일럿 플랫폼 개발 및 확인 검증 ❏ 내용 - 실시간 감시신호 진단, 해석 및 동적보상 모듈 개발 - MARS-KS 해석을 통한 참조원전 파일럿 Database 구축 - 참조원전 운영기술지침 (T/S), 비정상운전절차서 (AOP), 비상 운전절차서 (EOP) 및 사고관리계획서 (AMP)의 실시간 운전, 안전 및 사고관리 AI 심층학습 연계 방법론 개발 - 실시간 종합안전 및 사고관리 AI 심층학습 알고리즘 선정 및 참조원전 파일럿 플랫폼 설계 - 가동원전 및 AtomCARE와 연계 및 규제 활용방안 도출 - 원전 종합안전 및 사고관리 플랫폼의 데이터베이스 구축 및 운영관리 방법론 개발 - 실시간 감시계통 신호 및 파일럿 Big Data를 이용한 참조원전 종합안전 및 사고관리 파일럿 플랫폼 개발 및 확인검증 □ 연구개발성과 ○ 안전기술보고서 (N-STAR) : 6건 - 원전 실시간 종합안전 및 사고관리 플랫폼 개발을 위한 인공지능 심층학습 상태입력층 구축방법론 - 원전 실시간 사고진단 및 예측을 위한 심층학습 이상탐지 방법론 - 원전 종합안전 및 사고관리 플랫폼의 데이터베이스 구축 및 운영관리 방법론 - 원전 실시간 종합안전 및 사고관리 플랫폼의 사고예측 방법론 개발 - 인공지능 기계학습 및 빅데이터를 활용한 원전 종합안전 및 사고관리 플랫폼 개발 방법론 - 원전 실시간 종합안전 및 사고관리 플랫폼의 인공지능 지도학습 사고진단 방법론 ○ 논문 : 국외 SCIE 논문 제출 : 1건 - Machine Learning Accident Diagnosis and Prediction Methodology using MARS-KS Best-estimate Safety Analysis Database of APR1400 Advanced Power Reactor (NED 논문 제출완료 : 제출번호 NED-D-24-00009) ○ 학술대회 발표 : 국내 2건, 국외 1건 - Anomaly Detection Methodology based MARS-KS Simulation Database(KNS) - Operational Anomaly Detection Methodology using MARS-KS Nuclear Safety Transient Simulation Database (KNS) - Machine Learning Anomaly Data Detection and Accident Diagnosis Methodology using MARS-KS Design Basis Event Analysis Database of APR1400 Nuclear Power Plant (NURETH) ○ 지식재산권 : 국내 출원 1건 - 인공지능 기계학습 기술과 빅데이터를 이용한 운전원을 지원하기 위한 가동원전의 종합안전 및 사고관리 자동운전 플랫폼과 중소모듈형 및 초소형 원자로의 안전한 자율운전 플랫폼 ○ 저작권 (소프트웨어) : 등록 2건 - Nuclear Power Plant intelligent Living safety and accident Data Bank (원전 실시간 종합안전 및 사고관리 데이터뱅크) - iLisa_GUI (아이리사 지유아이) ○ 전문 연구 인력양성 : 학사 1명 ○ 산업 기술 인력 양성 : 5명 - KSA (한국표준협회) 인공지능 고급과정 수료 5명 ○ 홍보실적 : 4건 - ANS Winter 학술대회 - Winter NuSTEP meeting 기술 발표 - NTHAS 학술발표 - Summer NuSTEP meeting 기술 발표 ○ 고용 효과 : 3명 - 책임급 : 1명 (2021년도 채용) - 석사급 : 1명 (2022년도 채용) - 학사급 : 1명 (2021년도 채용) □ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 - 개발한 파일럿 플랫폼을 기반으로 향후 국내 가동원전의 운전, 과도 및 사고 감시, 진단, 예측 및 대응을 위한 운전원 지원 자동운전 실시간 종합안전 및 사고관리 플랫폼 (iLisa-MP, intelligent Living Safety & Accident – Management Platform)을 개발하여 가동원전의 안전성 및 운전 효율성 향상에 기여 - 국가정책으로 추진하고 있는 ‘한국형 혁신 소형모듈원자로 (i-SMR)’ 및 국내 산학연에서 개발하고 있는 다양한 목적의 중소모듈형 및 초소형 신형원자로의 인공지능 기술 및 자율운전 기술개발 선도와 인공지능 기술 적용 인허가를 위한 규제 기준 및 규제 독립검증 방법론 미래형 원자로 규제수요 대비 규제기반기술 확보 - 국내외에서 해양, 우주 및 국지 등 다양한 목적으로 개발 중인 중소모듈형 및 초소형 신형원자로의 안전성 강화 및 경제성 제고를 위한 인공지능 자율운전 초격차 기슬개발로 미래형 신형원자로 자율운전 규제기술 개발 및 원자력 인공지능 기술 선도 - 원전의 실시간 종합안전 및 사고관리 플랫폼 구축을 통하여 원전의 운전, 과도안전 및 사고의 실시간 감시와 사고 대응 및 완화를 통한 가동원전 안전성 강화로 원자력에너지 및 원자력 산업계에 대한 국민의 신뢰성 제고 - 미래 중소모듈형 및 초소형 원자로 인공지능 자율운전 초격차 기술개발을 통한 미래 중소모듈형 및 초소형 원자로 자율운전 시장 선점과 원자력 기술수출 경쟁력 제고 (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 심석구
• 주관연구기관 : 이엔이티
• 발행년도 : 20240400
• Keyword : 1. 실시간 감시계통;빅데이터;인공지능 기계학습 기술;원자로 안전 및 사고관리 자동운전 플랫폼;원자로 자율운전 운영관리 플랫폼; 2. Real-Time Monitoring System;Big Data;AI Machine Learning Technology;Reactor Safety and Accident Management- Autonomous Platform;Self-driving Reactor - Operational Platform;

□ 연구개요 유방암 치료과정에 있어 술후 방사선치료는 국소 재발 방지 및 사망률 감소 측면에서 필수적인 치료임. 치료와 연관된 방사선 연관 심장 질환(예: 심부전, 관상동맥질환, 심근경색, 심혈관 사망 증가)은 보통 3-10년 후 발병하지만, 심근의 미세변화는 방사선 치료 2-3개월 후부터 시작됨. 심근의 변화는 한번 발생하면 비가역적, 장기화되거나 치명적인 질환으로 갈 수 있기에 초기(Window period)에 발견하여 치료하거나 이를 예방하는 방사선치료 기법 개발 및 적용하는 것이 중요하기에 본 연구를 수행함. 본 연구에서는 18F-FDG PET CT, 심초음파 및 혈액학적 검사(CBC, Chemistry, BNP, NTpro-BNP, ST2 등)를 시행하여 심근 독성 조기 발견 및 예측을 하고자 함. □ 연구 목표대비 연구결과 유방암 치료과정에 있어 술후 방사선치료는 국소 재발 방지 및 사망률 감소 측면에서 필수적인 치료임. 치료와 연관된 방사선 연관 심장 질환(예: 심부전, 관상동맥질환, 심근경색, 심혈관 사망 증가)은 보통 3-10년 후 발병하지만, 심근의 미세변화는 방사선 치료 2-3개월 후부터 시작됨. 심근의 변화는 한번 발생하면 비가역적, 장기화되거나 치명적인 질환으로 갈 수 있기에 초기(Window period)에 발견하여 치료하거나 이를 예방하는 방사선치료 기법 개발 및 적용하는 것이 중요하기에 본 연구를 수행함. 본 연구에서는 18F-FDG PET CT, 심초음파 및 혈액학적 검사(CBC, Chemistry, BNP, NTpro-BNP, ST2 등)를 시행하여 심근 독성 조기 발견 및 예측을 하고자 함. □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) 술후 유방 방사선치료로 발생 가능한 심장 질환의 조기 발견 및 예측을 할 수 있는 도구는 아직 명확하지 않기에, 본 연구를 통해 새로운 분야를 개척하여 심장독성 조기 발견 및 예측 도구의 개발이 가능함. - 이를 바탕으로 초기 심장 독성을 예방할 수 있는 방사선치료 모델 또는 약물 개발에 기여할 수 있는 지식 확보 및 이론적 근거를 제시할 수 있음. ○ 방사선치료 후 발생 가능한 심장 질환의 조기 발견 및 예측이 가능하다면, 장기화되어 치명적일 수 있는 심장 질환을 줄일 수 있어, 불필요하게 발생할 수 있는 의료비 지출을 줄이고 환자의 삶의 질 향상에 큰 역할을 할 수 있음. 또한, 예후 및 생존율 향상에 이바지 할 수 있을 것으로 예상됨. ○ 본 연구는 또한, 상대적으로 상관관계를 규명하지 어려운 방사선치료 유발심장독성 뿐 아니라 다른 방사선 유발 만성 부작용의 초기 병인에 새로운 시각을 제공할 것임. (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 조인영
• 주관연구기관 : 순천향대학교
• 발행년도 : 20240300
• Keyword : 1. 방사선 유발 심장 질환;유방암;이종 의료 데이터;조기 발견;예측 도구; 2. radiation-induced cardiac toxicity;breast cancer;heterogenous medical data;early detection;prediction model;

□ 연구개요 Neutron stars are known to be made of dense matter described the theory of strong interactions, QCD. Establishing reliable predictions for the properties of QCD matter at the high densities of neutron star cores is, however, an extremely challenging problem. This program bridged the gap in the theoretical understanding of dense QCD by applying a holographic framework to model the strongly coupled physics. The framework will be anchored to the current knowledge of the QCD phase diagram stemming from lattice QCD, effective field theory, and perturbative calculations. This approach reduced the uncertainties of the QCD equation of state in the regime of high densities and low temperatures and to provide access to out-of-equilibrium observables such as viscosities and conductivities. It also produced predictions for the properties of the QCD phase transitions at low temperature and high density. □ 연구 목표대비 연구결과 The main objectives of the proposal were: * Construct a reliable (temperature dependent) equation of state, which significantly improves the state-of-art equations of state by using input from holography, and can be directly used in neutron star merger and core collapse supernova simulations. * Derive predictions for the physical transport coefficients (conductivities and viscosities) in the regime of dense QCD which are relevant for neutron star physics but largely unknown. * Derive predictions for the properties of the nuclear/quark matter interface, in particular the surface tension, which are similarly relevant and essentially unknown to date. These goals were met during the program. In addition, the equation of state of already applied to neutron star merger simulations. □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) Reaching these main objectives produced essential input for the astrophysics community, including work on neutron stars, neutron star mergers, and core collapse supernovae. It also has applications to heavy-ion physics, in particular high-density heavy-ion collisions. Moreover this work works as a basis for further developments of strong coupling tools for dense QCD matter and compact astrophysical objects. (source : 요약문 2p)

• 연구책임자 : JAERVINEN MATTI OSKARI
• 주관연구기관 : 아시아태평양이론물리센터
• 발행년도 : 20240300
• Keyword : 1. 게이지 / 중력 이중성;양자 색역학;중성자별; 2. Gauge/gravity duality;Quantum Chromodynamics;Neutron Stars;