□ 연구개발 목표 및 내용 ○ 최종 목표 이온빔 조사조건에 따른 위상물질의 페르미 준위 조절을 통한 안정적인 위상물질 구현 및 핵자기 공명 방법을 이용한 물리적 특성 탐구 ○ 전체 내용 본 과제에서는 안정적인 위상특성을 갖는 위상절연체를 구현하기 위해 이온빔 조사 기술을 도입하였다. 안정적인 위상물질을 구현하기 위해서는 첫째 전도띠와 원자가띠의 교차점, 즉 디락점이 안정적으로 존재할 수 있어야 하고, 둘째 디락점이 페르미 준위 근처에 존재해야 한다. 이 중 두 번째 조건을 만족시키기 위해 본 연구는 운반자 도핑 혹은 결함 생성 방법 중 하나로 이온빔 조사를 통해 공핍-침투형 점결함, 즉 프렌켈 쌍을 형성시키는 방법을 이용하였다. 이온빔의 에너지, 도즈량, 주입이온 분포 조절 등의 방법으로 페르미 준위를 디락점 근처에 조절 및 위치시켜, 안정적인 위상물질 구현 및 그 물리적 성질을 핵자기 공명 분석으로 연구하였다. 핵자기공명 분석은 위상물질의 벌크에서의 전자 성질을 이해할 수 있는 기회를 제공하였다. 이를 토대로 이온빔 조사방법에 의한 안정적인 위상물질 구현방법을 체계화 및 기술적 응용 기반을 제공하는데 기여하였다. □ 연구개발성과 위상절연체에 대한 핵자기공명 연구를 국내에서 유일하게 추진하였으며, 특히 입자빔을 이용한 안정적인 위상절연체를 개발할 수 있는 체계적 방법을 제공하였다. 고품질 단결정 및 박막에 국한되어 연구되고 있는 위상절연체 소재를 본 과제의 핵자기공명 분석방법을 통해 분말형태에 대해서도 연구할 수 있는 계기를 마련하였다. 본 연구개발에서는 실제 경원소에서 중원소까지의 이온빔 조사를 통해 밴드갭 조절 및 페르미 준위 조절이 가능함을 확인하였다. 따라서 본 기술의 고도화를 통해, 스핀트로닉스 분야 등의 응용도 가능할 것으로 기대한다. 빔-물질 상호작용의 이론적 접근, 즉, SRIM 시뮬레이션을 통해 실현가능성을 미리 예측하고, 조사 실험을 수행하여 체계적 연구를 수행하였다. 마지막으로, 본 과제에서는 이온빔 조사장치의 제어 프로그램 개선 및 조사 정확도를 개선하였다. 이를 통해 위상절연체에 대한 이온빔 조사영향에 대한 체계적 연구를 수행하였다. □ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 본 연구는 현재까지 위상물질 분야에 잘 활용되지 않고 있는 이온빔 조사 기술을 이용하여 디락점을 페르미 준위 근방에 존재시키고, 그 특성을 핵자기공명 분석의 이론적 체계 아래 해석하였다. 이 연구의 중요성은 안정적인 위상물질의 구현방법 및 조건들을 핵자기공명 분석의 이론적 및 실험적 방법을 정립하고, 이 물질의 실질적 응용이 가능한 기반을 제공하는 것이라고 할 수 있다. 본 연구의 안정적 위상물질 구현은 첨단소재 활용분야인 스핀트로닉스 및 위상양자컴퓨터 등에 기여할 수 있을것으로 내다본다. 더불어 위상절연체와 입자빔 조사 영향에 대한 이론적, 실험적 체계는 최근 각광받고 있는 2차원 소재의 위상학적 특성을 연구할 수 있는 방법을 제시하는데 기여할 것이다. (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 박준규
• 주관연구기관 : 한국원자력연구원
• 발행년도 : 20210600
• Keyword : 1. 위상절연체;이온빔조사기술;핵자기공명;스핀-궤도 결합;위상 밴드구조; 2. topological insulators;ion beam irradiation technology;nuclear magnetic resonance spectroscopy;spin-orbit interaction;topological band structure;

비공개항목입니다.

• 연구책임자 : 윤대옥
• 주관연구기관 : 충북대학교
• 발행년도 : 20211100
• Keyword : 1. 대기 화학;에어로졸;계절내 예측;대기 복사;기상청 기후예측시스템; 2. atmospheric chemistry;aerosol;subseasonal forecast;atmospheric radiation;GloSea;

본 과제는 KAERI nTOF용 초전도 전자가속기 정상화를 위하여, 전자총 수리 완료 및 2 MeV 상전도 전자가속기 최적화 통한 2 MeV - 292.3 ㎂ 전자빔 발생성공 , 노후 제어시스템의 EPICS 업그레이드, 전자빔 가속 효율 및 빔 안정성 향상을 위한 빔라인 재배치 및 고주파피드백시스템 제작 및 성능점검, 제어/전원용 케이블 및 PC 제어스시템 교체 및 업그레이드 등 1단계에 계획한 모든 연구 내용들을 달성하였다. 또한, 20 MeV 초전도 전자가속기 정상화 연구 결과, 2009년 화재 사고 이후 헬륨 공급이 중단된 초전도 가속관이 동작 가능함을 확인하였으며, 더불어 초전도 가속기용 고주파 발생장치인 RFG 1, 2의 안정적인 고주파 출력이 발생함을 확인함으로써, 액체헬륨냉각장치 수리 시 20 MeV 전자빔을 이용한 nTOF 시설 정상화가 완료될 수 있음을 검증하였다. 본 주요사업을 통해 차세대 방사광가속기를 구성하는 저장링, 부스터링, 3^rd Harmonic Cavity, 입사기 등 핵심장비에 대한 설계 연구와 빔불안정성 연구를 진행하는 등 지속적인 기본설계 종합연구를 진행하였으며, 관련 결과를 방사광가속기 구축을 위한 예타기획에 활용되는 등 꾸준히 연구를 진행하고 있으며, 이를 통해 4세대 다목적 방사광가속기 구축 연구는 2019년~2020년을 거쳐 충북도 및 전남도 방사광가속기 유치 및 방사광가속기 구축 기본설계에 중요자료로 반영되었으며, 내년부터 시작되는 공학설계 및 테스트 시설 구축에 연속적으로 참여하여 과제 수주 및 연구성과 도출을 계속적으로 수행해나갈 것으로 기대한다. (출처 : 서지정보양식 - 초록 127p)

• 연구책임자 : 김유종
• 주관연구기관 : 한국원자력연구원
• 발행년도 : 20210100
• Keyword : 1. 전자;가속기;방사광;응용; 2. Electron;Accelerator;Synchrotron;Application;

본 과제의 목표는 국제 다자간 핵비확산 체제 및 양자간 원자력협력 대응전략을 개발하고, 국내외 원자력 주요 현안 및 해결을 위한 대응전략 제시 및 주요국 원자력 정책 분석 및 국내 전파하는 것임. 구체적으로 △ 다자간 국제 핵비확산 체제 및 국제기구/협의체 대응전략 개발, △ 양자간 원자력협력(대미) 대응전략개발, △ 원자력 기술개발의 원활한 추진을 위한 국제 제약요인 극복방안 제시, △ 주요국의 원자력 정책분석, △ 북한 핵문제 동향 분석 및 관련 기술역량 기반 구축 등을 수행함. 이러한 활동의 결과로서, △NPT 탈퇴국가에 대한 항구적 안전조치 평가 연구 수행 및 작업문서 개발을 수행하여 2020 NPT 평가회의에서 우리나라 주도의 핵비확산 논의 창구 마련하였고, △ 한미 원자력 협력의 현재까지 진행을 분석하고 미래 협력 방향을 도출한 종합 자료 생산 및 한미 협력 현안 타개를 위한 한미의 전략적 파트너십 구축전략을 수립하여 한미간 협력 추진 및 현안 해결의 전략자료 제공하였으며, △ 과기부-K.A.CARE 간 포괄적 협력 MOU 체결 및 연구원-K.A.CARE 협약 체결을 통한 한-사우디 원자력공동연구센터 설립을 통한,한-사우디 원자력 협력의 지속성 부여 등의 성과를 달성하였음. (출처 : 서지정보양식 - 초록 111p)

• 연구책임자 : 류재수
• 주관연구기관 : 한국원자력연구원
• 발행년도 : 20210100
• Keyword : 1. 원자력 국제협력;국제 핵비확산 체제;양자 원자력 협력;국제 제약요인 극복방안 도출;주요국 원자력 정책 분석;북한 핵문제; 2. International cooperation for peaceful uses of nuclear energy;Multilateral nuclear non-proliferation regime;Bilateral nuclear cooperation;Measures to overcome international constraints;Analysis of nuclear policy and trend in major countries;DPRK’s nuclear issues ;

원전에 컴퓨터 및 통신기술의 적용으로 사이버침해 대응 연구가 요구됨. 원전 계측제어시스템의 사이버침해 대응 연구에 가장 중요한 Test-bed를 구축하기 위해 원자력 디지털 계측제어시스템 국산화 설계 및 개발 경험을 바탕으로, 안전계통으로서는 ESF-CCS, 비안전계통으로는 다양성보호계통(DPS), 원전종합감시계통인 (IPS)를 각기 대표적인 계통으로 선정하여 이들에 대한 설계, 제작, 통합시험을 수행함. 본 연구를 통해 원전 사이버사고 대응체계 운영을 위한 기반기술 확립하고, 국내 원자력시설 및 유관기관들의 TEST-BED 공동활용 및 사이버보안 평가 기술지원을 통해 국민 안전성 제고하는데 기여하고자 하였음. 이를 위해서 산업체의 사이버보안 시험평가 결과 비공개 전달 및 보안성 강화방안 기술지원을 하였으며, Test-bed 활용을 통해 산업체의 사이버보안 평가비 절감에 기여하였음. 또한 원전 사이버보안 R&D 네트워크 확대 및 실무 교육훈련을 지원하기 위해 국내 사이버보안 교육 콘텐츠를 개발하여 전파하고자 하였음. 이를 통한 원전 사이버보안 인식제고 및 안전성 향상 기대함. 본 연구는 IAEA, 미국 Idaho National Lab. 등 국외 사이버보안 전문기관과 체계적이고 장기적인 협력체계 구축을 통한 원전 사이버보안 역량 강화와 국제 원자력 사이버보안 연구에 기여함. (출처 : 서지정보양식 - 초록 75p)

• 연구책임자 : 송재구
• 주관연구기관 : 한국원자력연구원
• 발행년도 : 20210100
• Keyword : 1. 원자력;사이버보안;계측제어시스템;사이버공격 대응;원자력 안전; 2. nuclear power;cyber security;I&C system;cyber attack response;nuclear safety;

□ 연구의 목적 및 내용 온실은 내부 환경을 조절하기 위하여 고온기엔 차광, 저온기엔 단열 성능이 요구되므로 작물재배 환경에 적합한 기능성 필름의 요구 기준 연구가 필요하다. 본 연구에서는 산업분야 기능성 필름의 온실 적용 가능성을 검토하기 위해 기능성 필름 종류별 광투과 특성 및 열차단 성능을 비교ㆍ분석하고, 성능이 뛰어난 제품을 유리온실에 적용하여 작물 재배 영향을 평가하였다. 또, 기능성필름의 단열성능을 고려한 온실의 냉난방부하를 예측하고, 연간 에너지 소비량 비교를 통해 최적 온실설계에 활용할 수 있도록 온실 열환경 계산 프로그램을 개발하였다. □ 연구개발성과 사용된 기능성필름 부착 온실은 일반 유리온실에 비해 가시광선 투과율은 일평균 약 78%, 일사투과율은 약 74%였으며, 적축면 상추의 초기 수확량은 18%, 전체 수확량은 6.9% 증가하였다. 반면 적축면 상추의 적색 발현비율은 HSV 컬러코드 분석결과 1.01%로 일반 유리온실의 7.47%보다 낮았다. 백침계 오이는 초장 81%, 엽장 67.7%, 엽폭 64.1%로 일반 유리온실보다 생육이 낮았고, 초기 수확량 및 전체 수확량도 각각 34.7%, 6.5% 감소하였으며 수확시 기도 지연되었다. 에너지소비량은 기능성필름을 부착한 온실이 일반 유리온실보다 약 4.7% 낮게 나타나 난방에너지 절감효과가 일부 있는 것으로 판단되었다. 기능성필름을 부착한 유리온실의 경우, 광투과율이 80% 이하로 낮아 엽채류 및 호음성 관엽식물 등의 재배 시 주간의 일사부하 저감으로 고온화를 지연하는 효과가 있으나 과채류 및 화훼류의 색발현과 겨울철 저일조 조건에서 작물의 생육이 저하될 수 있으므로 보광 등의 추가 조치가 필요할 것으로 판단된다. 단동온실의 열손실 분석 결과 1건을 비SCI논문 게재하였고, 온실의 열손실 측정장치와 측정방법을 특허출원하였으며, 온실 열환경계산 프로그램을 개발하여 전산프로그램등록 1건과 영농기술정보 1건을 제출하였다. 기타 영농기술정보 1건, 현장기술지원 4건, 국내 학술발표 4건의 성과를 본 과제 수행을 통해 달성하였다. □ 연구개발성과의 활용계획 (기대효과) 광투과성능이 우수한 온실용 기능성필름 개발, 보급을 통해 고품질 작물생산으로 농가소득 증대에 기여할 수 있으며, 온실의 냉, 난방에너지 비용 절감과 작업환경 개선 등의 효과가 우수한 국산 농업용 기능성필름 관련 전후방 산업 발전에 기여할 수 있을 것으로 기대된다. (출처 : 국문 요약문 4p)

• 연구책임자 : 윤남규
• 주관연구기관 : 국립농업과학원
• 발행년도 : 20210200
• Keyword : 1. 온실;에너지절감;광투과율;기능성필름;단열; 2. greenhouse;energy saving;light transmittance;functional film;insulation;

□ 국제적 수준의 방사선비상진료시스템 구축 및 비상진료 기술 선진화 ㅇ 방사선비상진료 관련 국내·외 학술발표(1회) 및 학술지 게재(국외 2건) ㅇ 방사선비상진료 고유업무(진료, 비상발령 접수, 교육훈련) 수행 ㅇ 직종별 방사선비상진료 특성화교육 기본·심화과정 운영(7회) ㅇ 방사선비상의료지원본부 가동훈련(4회) 및 현장의료정보 앱(K-REM) 운영(5건) ㅇ 방사선비상진료 유관기관 교육·훈련 지원, 재난 및 응급의료체계의 외부 교육과정 실시·지원 (61건) 및 비상진료 자문위원회 개최(2회)를 통한 분산수용 네트워크 강화 ㅇ 한국방사선비상의료지원단(K-REMAT) 역량개발 교육․훈련 운영(4건) 등 현장 대응능력 및 전문성·실효성 강화 ㅇ 방사선비상진료 매뉴얼․지침서 개정 및 비상진료 실무 연구 및 교육·훈련센터 건립 준비 수행(6건) □ 선량평가 기술 국제인정 유지 및 연구개발 역량강화 ㅇ 방사선비상진료기술 및 피폭선량평가 관련 국내·외 학술발표(1회) 및 학술지 게재(국외 5건) ㅇ 방사선영향클리닉 내원객 대상 내·외부오염검사 및 생물학적 선량평가 수행으로 방사선비상진료 검사 서비스 제공 * 연구과제 수행 실적 포함 ㅇ 국내·외 교차분석프로그램 참가로 피폭선량평가에 대한 측정 소급성 유지 및 숙련도 향상 - 내·외부 오염검사(2건) - 생물학적선량평가(3건) ㅇ ISO 17025에 대한 공인시험기관(1건) 국제공인인정 유지 및 ISO 15189에 따른 공인메디컬시험기관(1건) 국제인정 유지로 피폭선량평가 기술에 대한 표준화 및 선량평가 결과에 대한 신뢰성 향상 - 방사능분석장비, 자동 염색체 분석 시스템 현미경 자체교정 및 정기성능평가로 선량평가 서비스의 품질관리시스템 향상 - 외부 전문가 초청세미나 개최로 최신 기술에 대한 정보 공유 및 피폭선량평가에 대한 기술 역량 강화 - 내부피폭세미나 개최로 국내 유관기관 전문가와의 기술협력 강화 및 내부피폭선량평가와 관련된 국내 현안 공유 ㅇ 방사능분석장비, 자동 염색체 분석 시스템 현미경 자체교정 및 정기성능평가 - 알파/베타, 감마 핵종 방사능 분석 장비 내부점검(3건) - 자동 염색체 분석 시스템 현미경 점검(3건) ㅇ 피폭선량평가 분야 기술교류세미나 개최 - 아시아 선량평가 네트워크 활성화 및 관련 기술 교류(3건) * Asian Radiation Dosimetry Group; ARADOS, Preliminary online meeting 참석을 통한 워크그룹 간 기술교류 및 제 6차 ARADOS annual meeting 계획 논의 (2010.27, QST-NIRS, Japan 주관) / ARADOS-Working Group3(Biological Dosimetry) Inter-comparison Exercise 주관 및 교차분석 참가(2020.10.05.~2020.10.23.) * 동남권원자력의학원 방비센터 보건물리 및 생물학적 선량평가 기술 교류; 양 기관 협력체계의 중기 계획 협의 및 기술체계를 위한 연구파트별 세부 일정 논의 * KREDOS EPR 화상 회의 / 국내 생물학적 선량평가분야 교차분석 결과 토의 및 기술검토; Hydroxyapatite 관련 결과정리 및 논문 작성, 상호교차분석 결과 및 재실험 논의, 시료 기관별 재고조사 등 / 이동원-전좌염색체 이미지 교차분석 결과 토의 및 선량평가 기관 간 판독기준 검토 ㅇ 방사선비상의료대응 연구 역량 강화(4건) - 딥러닝 기법을 활용한 염색체 이상 판독 자동화 연구개발 수행 - 몬테카를로 전산모사기반 전신계수기 측정방법 검증 - 방사선 피폭에 대한 사후선량평가 최적화 기술 개발 - 방사선 노출 백혈병 위험성 평가를 위한 독성발현경로(AOP) 응용 기반 연구 □ 방사선비상진료 분야 국제협력 전략적 강화 ㅇ 방사선비상진료 관련 해외 현안 조사 및 해외 유관기관과 화상회의 개최 - 의학원-일본 히로사키대학교 방사선비상진료 화상회의 개최(2020.11.17.) (출처 : 요약서 5p)

• 연구책임자 : 조민수
• 주관연구기관 : 한국원자력의학원
• 발행년도 : 20210200
• Keyword : 1. 방사선비상진료;방사선비상대응;방사선비상의료지원본부;한국방사선비상의료지원단;방사선영향클리닉;직종별 특성화 교육;방사선비상진료 국제공조;생물학적선량평가;내부/외부 선량평가; 2. Radiation Emergency Medicine;Radiation Emergency Medical Response;Korean Radiation Emergency Medical Assistance Team;Radiation Effect Clinics;Radiation Emergency Medical Education;International Cooperation;Biological Dosimetry;Inter･External Physical Dosimetry;

7. 총사업기간 목표 및 범위 ㅇ 최종목표 : 우주방사선 피폭량 예측 모델 개선 및 통합관리 시스템 개발 - 우주방사선 피폭선량 예측 모델의 결과 검증 및 개선 o 항공우주방사선 모델 특징 분석 ▪ 보고서 작성 o 항공우주방사선 피폭선량 실측값 획득 o 획득가능한 항공우주방사선 모델에 대하여 동일한 항공로 적용을 통해 항공우주방사선 피폭량 계산 ▪ 운항 노선을 대상으로 각 모델 결과값과 실측값 비교 ▪ 주요 시험 노선 결정 후 항공우주방사선 피폭량 계산 및 비교: -위도별 (북극항로, 중위도 노선, 저위도 노선) 및 고도별 노선 -실측값과 모델 결과값의 비교 o 항공로 시뮬레이션 개발 ▪ 항공로 시뮬레이션 개발 ▪ 항공로 시뮬레이션 통해 개선된 항공로 도출 o End Product ▪ 항공로 시뮬레이션 ▪ 해외 항공우주방사선 모델 검토 보고서 ▪ 실측값과 모델값 비교 분석 보고서 o 장비 업그레이드 ▪ 항공우주방사선 장비(ARMAS FM6) 소프트웨어 업그레이드 8. 추진체계 및 방법 1. 우주환경 연구 전문가 및 선행사업 참여인력 투입을 통하여 높은 사업의 이해도 확보 - 우주환경연구 전문 인력(우주과학박사) 과제책임자 투입 - 기존 연구 수행 인력 00 투입 2. 선행사업 수행을 통해 획득한 헤리티지 기반 사업 수행 - 과제수행을 위한 핵심 기술 요소 분석 - 선행사업 및 유사사업 수행을 통해 획득한 기보유 기술요소 적극 도입 - 대상 시스템의 높은 이해도 기반 원활한 사업 수행 3. 항공로 개선을 위한 항공로 시뮬레이션 개발 - 사전 수행을 통해 신규 모델의 시스템 구축사업 진행 경험 보유 - 항공로 시뮬레이션을 통한 항공로 개선 4. 항공우주방사선 예측 모델 연구의 원천지식 보유 및 투입 - 현업화 경험 보유로 SAFE 시스템의 고도화를 위한 지식 및 기술 보유(납품실적 보유) - 실측데이터 수집 및 활용을 위한 원천지식 보유(선행사업 수행을 통해 획득) 9. 수행내용 및 결과 o 항공우주방사선 모델 특징 분석 ▪ SIEVERT(프랑스), EPCARD(독일), JSCARD(일본) KREAM(한국) 항공우주 방사선 모델에 대한 비교 o 항공우주방사선 피폭선량 실측값 획득 ▪ 기보유한 실측값 수집 정리 ▪ ARMAS 실측값 획득 o 획득가능한 항공우주방사선 모델에 대하여 동일한 항공로 적용을 통해 항공우주방사선 피폭량 계산 ▪ 동일한 운항 노선대해 모델별 항공우주방사선 피폭량 계산 및 실측값과 비교 ▪ 위도별 (북극항로, 중위도 노선, 저위도 노선) 및 고도별 결과값 비교 o 항공로 시뮬레이션 개발 ▪ 항공로 시뮬레이션 개발 ▪ 항공로 시뮬레이션 통해 개선된 항공로 도출 o End Product ▪ 항공로 시뮬레이션 ▪ 해외 항공우주방사선 모델 검토 보고서 ▪ 실측값과 모델값 비교 분석 보고서 o 장비 업그레이드 ▪ 항공우주방사선 장비(ARMAS FM6) 소프트웨어 업그레이드는 수요기관과 장비업체와 논의 10. 주요 성과 • 기존 항공로와 시뮬레이션을 통해 구현된 항공로 비교 수행 • 동일한 항공로에 대해 해외 항공우주방사선 예측 모델간 비교 수행 • 2020년 우주과학회 가을 학술발표대회 1건 • 항공로 시뮬레이션 SW 등록 1건 • 최종결과보고서 1건 11. 파급효과 o 파급효과 - 항공우주방사선 피폭량 계산에 적합한 모델 선정에 기여 - 이를 통해 항공종사자들에게 보다 정확한 자료 제공 기여 12. 결과활용 등 향후계획 o 활용계획 - 항공우주방사선 피폭량 예측 서비스의 질 향상 - 지속적인 시스템 정확도 향상을 위한 토대 마련 o 기대효과 - 우주방사선 예측 기술 역량의 강화를 통한 기술의 선도그룹 진출 및 연구 경향 주도 - 더욱 정확한 피폭량 예측을 통한 항공우주 데이터 분석 분야의 기술 자립화 추진 - 고도화 모델 개발을 통한 기술이전 및 서비스 환경 개선으로 사업화 추진 - 우주방사선 피폭의 위험성에 대한 인식 제고를 통해 항공우주관련 노동자의 복지 증대 (출처 : 요약 5p)

• 연구책임자 : 서행자
• 주관연구기관 : 한컴인스페이스
• 발행년도 : 20210200
• Keyword : 1. 항공우주방사선;양성자 예측;항공우주방사선 실측값; 2. cosmic radiation;proton prediction;actual data comparision;

□ 연구개요 면역시냅스는 T 세포와 항원제시세포 사이에 형성되는 역동적인 초미세 분자구조체로 면역기능 조절에 필수적인 인자들이 모여 있으며 이들 인자들의 돌연변이나 부재는 심각한 면역질환이나 암의 유발과 관련이 있음. 본 과제는 면역시냅스의 개념이 기존의 세포-세포간 접합 뿐 아니라 다양한 형태의 신호매개 수단으로까지 확대될 수 있으며, 특히 면역세포 표면에 다량으로 존재하는 미세돌기 (microvilli)가 세포간 교신의 주요수단이 될 수 있음을 최초로 제안함. 본 연구는 1단계에서 밝힌 세포 간 신호물질의 전달매개체인 TIS (T-cell immunological synaptosomes = T-cell microvilli particles)의 새로운 역할을 밝히고자 하였음. 면역시냅스 연구는 이제 basics-to-bedside라는 새로운 영역으로 확대되었음. 따라서 두 번째 목표는 면역시냅스 주요 단백질들을 활용하여 최적화된 항암 면역세포 치료기술을 개발하고자 하였음 □ 연구 목표대비 연구결과 ◆ 2단계 연구목표 및 연구내용 - TMP에 의한 형질도입 기능을 이용한 면역항암 세포치료에 응용 - TCR 및 adhesion receptor의 avidity 조절에 의한 면역항암치료기술 개발 - TMP의 면역 생리학적 의의를 in vivo 면역질환 모델에서 밝힘 - T세포의 몸체로부터 TMP를 통하여 단백질, miRNA 등이 sorting 될 때 일어나는 반응연구 - TMP가 작용하는 세포 (DC, B cell, macrophage, 암세포 등)에 대하여 역할을 규명 - T 세포의 분화 및 발달에 관한 연구 ○ 형질도입 벡터로서 TMP의 발견 (CAR CD19을 발현하는 TMP의 제작 및 응용) - TMP라는 vesicle type을 이용하여 일시적으로 암을 공격할 수 있는 avatar-CAR-T 세포를 성공적으로 만들어서 마우스 동물모델에서 그 효과를 입증 (Nature Biomedical Engineering, IF18.952, in revision) ○ TCR과 adhesion receptor avidity를 조절하는 IGSF4/dU-TG2P를 이용한 항암전략 연구 성공 - TCR과 adhesion receptor avidity 조절이 항암전략에 필수적임을 밝힘 (Frontiers Immunol, IF6.429,; J Hematology & Oncology, IF11.059, published; 유럽특허 1건 등록; 기술이전 2건) ○ T 세포에서 microvilli의 형성 조절 기전연구 - Microvilli 조절하는 cdc42 유전자 동정하고 conditional KO 마우스를 확립 - Microvilli 관련 논문 게제 및 제출 (Frontiers Immunol, 2019) - Microvilli의 “trogocytic molting”반응에 의한 T 세포 운명 규명 (Nature immunology, under review) ○ Nuclear speckle 단백질 NSrp70에 의한 T세포분화 및 발생 - NSrp70에 의한 T 세포증식 및 발달 규명 (Nucleic Acids Res, IF11.501, in revision) □ 연구발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성) T 세포의 표면에 있는 microvilli는 T 세포의 활성 및 억제에 있어서 모두 중요한 역할을 수행하지만 그 기능은 아직까지 거의 밝혀져 있지 않음. 연구자는 면역시냅스 연구를 수행하는 중 microvilli가 단순한 돌기가 아니라 T 세포의 운명에 있어서 결정적인 역할을 하는 organelle이라는 것을 밝힘. T 세포 microvilli의 기능연구결과는 T 세포활성과 비활성에 관한 학문적 패러다임을 새롭게 설정하고 이 분야의 발전에 크게 기여할 수 있을 것으로 생각됨. 더욱이 TMP를 이용한 새로운 치료기술의 비약적인 발전을 이룰 수 있을 것으로 생각되며 이는 유전자치료와 세포치료영역에 기여할 것임 (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 전창덕
• 주관연구기관 : 광주과학기술원
• 발행년도 : 20210400
• Keyword : 1. 면역시냅스;T-세포치료;미세돌기;유전자 조작 키메라;면역치료법; 2. Immunological synapse;T cell therapy;microvilli;Chimeric antigen receptor;Cancer immunotherapy;

□ 연구개요 • 원전, 핵 폐기물 처리 시설 등 기존 전기식 센서 기술 활용이 어려웠던 방사선 극한 환경에 광섬유 센서 기술을 적용하고자 하는 연구가 최근 미국, 유럽 위주로 활발히 이루어지고 있음 • 하지만, 방사선 노출 시 센서 열화 및 신호 왜곡 등의 문제가 발생할 수 있어 광섬유 및 광섬유 센서의 내방사화(radiation hardening) 연구가 필요함 • 본 과제에서는 방사선 극한 환경의 광섬유 센서 응용을 위해 광섬유 조성에 따른 내방사성 분석과 광섬유 고유 내방사성을 향상시키는 기법에 관한 연구를 수행함 □ 연구 목표대비 연구결과 • 광섬유 코어 조성에 따른 내방사 특성 분석 (100%) - 광섬유 조성에 따른 내방사 특성(=방사선 광 전송손실(RIA)) 분석을 위해 세 종의 광섬유 (SMF28e(Ge), PSCF(Pure silica core), F-SMF(Fluorine))의 감마선량에 따른 RIA 응답 특성을 측정함 - PSCF와 F-SMF(Fluorine)의 경우 누적 선량증가에 따라 뚜렷한 포화특성을 보였으며, 기존 통신용 광섬유인 SMF28e(Ge) 대비 내방사성이 우수함을 확인함 - RIA(;1550 nm, 100Gy/h) 값은 SMF28e > PSCF > F-SMF 순으로 높았으며, 회복률은 PSCF > F-SMF > SMF28e 순으로 높은 결과를 보임 • 광섬유 후처리(Post-treatment) 내방사 기법 영향 분석 (100%) - 전조사 기법: 반복적인 방사서 조사와 회복을 통해 내방사 특성이 부분적으로 향상됨을 보였으나, F-SMF의 경우 그 영향은 미미한 것으로 나타남 - 광-블리칭 기법: 980 nm 파장 대역의 LD를 이용한 RIA의 광-블리칭 측정 결과, 광섬유의 내방사 특성이 즉각적으로 향상됨을 보임 (비영구적 향상) - 열-블리칭 기법: 온도가 높아질수록 광섬유의 RIA값이 낮아지는 경향을 보임 • 내방사 광섬유 기반 분포 센서 적용 연구 (100%) - 내방사 광섬유를 이용한 분포 센서 광학계(Rayleigh(진동), Raman(온도))를 구성하였으며, 1450 nm, 1550 nm, 1650 nm 파장 대역의 분포 센서 신호의 방사선 영향과 광-블리칭 기법 적용 결과를 분석함 - 980 nm 파장 대역의 광 에너지를 이용한 광-블리칭 기법 적용 시, 분포 센서 신호의 RIA 값이 뚜렷하게 감소하며 내방사 특성이 향상됨을 보임 □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) • 본 연구는 광섬유 센서 기술의 방사선 환경 응용을 위해 필수적으로 고려해야 하는 광섬유 내방사 특성과 내방사화 기법에 대한 연구로서, 최근 세계적으로 연구 필요성이 부각되고 있는 가동원전과 차세대 소형 원전의 안전진단용 광섬유 센서 분야에 본 연구 결과를 기반으로 기술 개발이 이루어질 계획임 • 특히, 광-블리칭 기반의 내방사 기법은 제조된 광섬유 고유의 내방사 특성을 향상시킬수 있는 신기술로서 방사선 환경용 광섬유 기술 개발 분야에 활용성이 높을 것으로 기대됨 (출처 : 연구결과 요약문 2p);

• 연구책임자 : 김영웅
• 주관연구기관 : 한국원자력연구원
• 발행년도 : 20210600
• Keyword : 1. 광섬유;광섬유 센서;내방사화;방사선;원전; 2. Optical fiber;Fiber-optic sensor;Radiation hardening;Radiation;Nuclear plant;