□ 연구개요 본 연구의 목표는 토모테라피 치료계획에 사용되는 여러 매개변수와 DQA 결과의 상관관계 분석 및 Dosiomics를 통한 선량분포와 DQA 결과의 상관관계를 분석하고 이에 따른 feature들로 복합적인 머신러닝을 구성하여 DQA 결과를 예측하고 치료계획 시 조정이 필요한 매개변수를 제시하는 인공지능기반 시스템을 구축하는 것임. 최종적으로 토모테라피 치료 정확도 및 안정성 향상을 위한 인공지능 기반 방사선 치료계획 보조 시스템(RTP assistant system)을 구현하고자 함. □ 연구 목표대비 연구결과 - 가톨릭 중앙의료원 산하 병원에서 수집한 다양한 토모테라피 시스템 기반 암환자의 치료계획 및 DQA 결과 데이터를 기반으로 다양한 환자 집단의 데이터를 확보함. - 수집된 데이터를 기반으로 방사선 치료계획과 DQA 결과 간의 상관관계를 분석하고 특정 치료계획 매개변수가 DQA 결과에 미치는 영향을 확인함. - 연구에서 개발된 다양한 회귀, 분류, 앙상블 모델을 비교 분석한 결과 Voting Classifier와 Stacking Classifier가 가장 높은 성능을 보임. - 토모테라피 치료계획의 매개변수 조정과 선량분포의 변화가 DQA 결과에 미치는 영향을 정량적으로 예측할 수 있는 인공지능 모델 성능 향상 및 최적화 - 모든 모델에 최적화 된 하이퍼 파라미터들을 적용하여 임상 현장 활용을 위한 예측 성능 평가를 수행함. - 도출된 파라미터들을 재계획에 반영 후, Pass rate 평가를 통해 인공지능 기반 토모테라피 방사선 치료계획 보조 시스템을 구축함. □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) [연구과제의 활용계획] － 본 연구를 통해 토모테라피 DQA 결과를 예측하는 모델을 개발함으로써 DQA 측정 전에 실패할 가능성이 있는 치료계획을 미리 확인할 수 있음. 이는 임상 적용 시 DQA 시간과 비용을 줄일 수 있으며 치료계획의 정확도를 보장할 수 있음 － 가톨릭 중앙의료원 산하 병원 데이터를 이용함으로 Tomotherapy Hi-art, Radixact X7, Radixact X9 등 모든 토모테라피 시스템에 적용할 수 있음. － 개발한 시스템을 기반으로 토모테라피 포함 다양한 방사선치료 장비를 이용한 IMRT, SBRT, SRS 등의 다양한 치료기법의 방사선 치료계획 데이터를 수집 및 연구하여 인공지능 기반 통합 DQA 분석 프로그램을 개발할 수 있으며, 인공지능 기반 방사선치료 보조 시스템으로써 고정밀 방사선치료의 정확도를 향상시킬 수 있음. [기대효과] 1. 기술적 측면 - 본 연구기관에서는 다양한 토모테라피 장비(Hi-Art, TomoHD, Radixact X7, Radixact X9)와 치료방식(Tomo-helical & Direct)이 가능하여 광범위한 환자 데이터 수집 가능함. 이러한 환자 데이터들을 학습시킴으로써 한 가지 조건에 국한하지 않고 범용적으로 토모테라피 치료에 적용 가능함. - 본 기관에서는 상기 내용과 같이 다량의 축적된 데이터를 수집 및 학습시킬 수 있는 환경이 조성되어 있기 때문에 결과 예측 모델에 대한 높은 정확성을 기대할 수 있음. 2. 경제적 ․ 산업적 측면 - DQA를 실시했을 때 결과를 기준으로 허용범위 이내면 치료를 진행하지만, 벗어나는 경우 재치료 계획을 시행해야 함. 본 연구를 통해 결과에 영향을 미치는 치료계획 매개변수를 미리 파악하고 이를 고려한 치료계획을 진행한다면 방사선치료를 위한 준비 시간이 단축될 것이며, 단축된 시간만큼 치료 시간을 확보할 수 있음. - 방사선치료 수요가 증가함에 따라 방사선치료 기술에 대한 시장성이 큰 현단계에서 개발한 시스템에 대한 전략을 세워 독보적인 위치를 확보한다면, 시장 선점에 따른 수입대체 및 수출로 인한 국부 증대가 기대됨. (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 강영남
• 주관연구기관 : 가톨릭대학교
• 발행년도 : 20240300
• Keyword : 1. 토모테라피;환자별 선량전달 정도관리;인공지능;방사선치료계획 매개변수;정도관리 통과율 결과 예측; 2. Tomotherapy;Patient-specific Delivery Quality Assurance;Artificial Intelligence;Radiation Treatment Plan Parameter;Prediction of Quality Assurance Passing Rate;

□ 연구개요 신장 질환의 발병, 진단 및 치료과정에 있어서 관련 주요 유전자의 발현 및 이를 조절하는 신호전달체계 규명 및 표적 유전자 및 단백질 발굴을 통한 다양한 형태의 새로운 진단 및 치료기술을 개발하고자 함. 고아 핵수용체는 전사 인자로 탄수화물 및 지질 대사, 염증 반응 및 신장 섬유화증을 조절한다고 알려져 있으며, 다양한 생물학적 효과의 결과로 고아 핵수용체는 질병의 치료를 위한 주요 약제 표적이 됨. 신장질환 병인기전 규명 및 고아핵수용체 역할 규명을 통한 생체 표지자 발굴 및 신장질환 제어기술개발을 목표로 함 □ 연구 목표대비 연구결과 1. 신장질환 기반연구 및 병인유전자 조절기전 연구 - 동물 모델 구축 및 마이크로 어레이 분석을 통한 유전자 변화 확인 - 신장 섬유화를 일으키는 분자세포학적 기전 규명 연구실적: Cell Death Dis 14(2):78(1)-78(11), 2023 등 2. 고아핵수용체의 항섬유화 효과 및 신호전달체계 규명 - 고아핵수용체 조절기전을 표적으로 하는 신장 섬유화 제어기전 규명 - 신장특이적 유전자변형 동물 모델에서 고아 핵수용체 역할 규명 연구실적: Redox Biology 54(1):102382(1)-102382(14), 2022; Cell Death & Disease 12(4):320(1)-320(15), 2021 등 3. 고아핵수용체의 신장질환에서 치료 유용성 확립 - 고아핵수용체를 타겟으로 하는 생체 표지자 발굴 및 신장질환 제어기술 개발 - 고아핵수용체 조절 단백 유도체의 발굴과 유효성 검증 연구실적: Exp Mol Med 55(2):304-312, 2023; J Nanobiotechnology 19(1):109(1)-109(17) 2021; 특허등록 신장섬유화증 예방, 개선 또는 치료용 조성물 (등록번호, 10-2323752) 등 □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) ○ 고아핵수용체를 표적으로 하는 치료제는 현재까지 연구된 바가 없으므로, 본 연구결과를 바탕으로 신약개발을 위한 원천기술을 확보할 수 있을 것으로 기대되며, 궁극적으로 국가경제에 기여할 수 있을 것으로 예상됨 ○ 본 연구과제의 성과가 단지 기초 연구에 그치지 않고 사업화를 통해 수익 창출이 가능할 것으로 예측됨. 또한, 본 연구에 사용된 모델을 이용하거나 추가 개발하여 다른 유전자와 약재 관련된 연구 및 다른 질환 연구에 응용할 수 있어 다른 후속 연구로 다양하게 발전시킬 수 있을 것으로 예상됨 ○ 신장질환은 만성적인 신장세포의 손상과 이에 따른 여러 염증 관련 물질들의 상호 작용에 의한 결과임. 따라서 만성신장질환 병인의 공통경로인 신장섬유화에 대한 세포손상 억제물질 발굴은 고아핵수용체와 관련된 새로운 병태생리기전을 제시할 수 있으며 더 나아가 이들 세포 손상 억제 물질을 대사 및 신장 질환 치료기술개발의 원천기술을 제공할 것으로 기대됨 ○ 신장질환에서 고아 핵수용체의 역할 규명을 통해 난치성 만성질환인 신장 섬유화의 발생 기전을 보다 명확히 하고, 바이오마커의 발굴, 표적물질을 밝히는 연구는 신장질환 치료기술개발에 기여할 것임 (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 김수완
• 주관연구기관 : 전남대학교
• 발행년도 : 20240300
• Keyword : 1. 고아핵수용체;신장섬유화;산화스트레스;신장 염증;신장질환 제어기술; 2. Nuclear receptor;Kidney fibrosis;Oxidative stress;inflammation;therapeutic target;

비공개항목입니다.

• 연구책임자 : 김이태
• 주관연구기관 : (주)에스에이치코리아
• 발행년도 : 20240100
• Keyword : 1. 나노카본;하이브리드 소재;전자파 차폐;난방필름;콜로이드형 코팅소재; 2. Nanocarbon;Hybrid Materials;Electromagnetic Wave Shielding;Heating Film;Colloid type Coating Materials;

□ 연구개요 근치적(Definitive) 방사선치료(Radiation therapy, RT)를 받는 악성 고형암 환자에서 머신러닝 기반의 조기 치료반응 예측 시스템을 구축하고 이를 방사선민감성(Radiosensitivity)에 따른 보정 방사선치료계획(Adaptive RT planning)에 이용하여 치료지수(Therapeutic index)를 높이는 정밀 방사선치료 구현을 목표로 함. □ 연구 목표대비 연구결과 1) 머신러닝 기반 보정 방사선치료 연구를 위한 데이터베이스 및 연구플랫폼 구축 • 연구개시와 함께 토론토의대 연구진과 협력하여 인공지능 연구 클러스터를 벤치 마킹하여 데이터베이스를 구축하였음. 데이터 관리를 위해 전문업체와 협업중임 • 방사선치료 관련 영상 데이터베이스를 활용하여 카이스트, 연세암병원 등과 공동 연구를 진행 중이며 현재 추진중인 다국적 공동연구에 활용 예정임 2) 라디오믹스(Radiomics)를 활용한 조기 치료반응 예측 시스템 구축 및 임상적용 • 식도암 환자대상 texture analysis 연구결과 논문 게재 및 관련 특허 출원 • 자궁경부암 환자 MRI 데이터 분석하여 예후 예측 관련 논문 게재 • 비인두암 환자 방사선치료 정도관리(QA)에 따른 재발률 분석 및 논문 게재 • Distributed learning 기법을 통한 인공지능 모델의 효율성 향상기법 개발하여 논문 submission 하여 리뷰 중 • 원격전이/국소재발 관련 인자 예측 위한 라디오믹스 모델 개발중임 3) 자동 윤곽형성(Auto-segmentation, auto-contouring) 시스템 개발 및 임상 적용 • 기존 딥러닝 모델 중 best 모델 선정하여 두경부 OAR 자동윤곽형성 모델 개발 • OAR 자동 윤곽형성 모델의 clinical acceptability 논문 submission 하여 리뷰중 • OAR 자동 윤곽형성 모델의 유효성 평가 시 바이어스 발생에 대한 논문 작성 중 • 연합학습(federated learning)을 통한 두경부 OAR 자동윤곽형성 모델 개발을 주제로 다국적 연구 추진중 • OAR 자동윤곽형성 모델을 경부림프절 자동윤곽형성에 적용, 후속연구 진행 중 4) 조기 치료반응 예측 및 방사선민감성 유도 보정방사선치료 연구 • 2021년 8월 MR-LINAC 치료 시작하여 2년간 700명 환자 데이터 수집함 • 전립선암 환자의 MR 영상유도 데이터 분석 및 논문 게재 • 간암 대상 전향적 연구 통해 MR 영상데이터 수집 중. 후향적 연구결과 학회보고 • 뇌종양의 MR 영상유도 치료 관련 초기 데이터를 분석, 논문 submission 중 □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) • 본 연구를 통해 개발한 데이터베이스는 방사선치료 관련 (진단용, 방사선치료 설계용, 치료 후 반응평가용) 영상 데이터와 함께 환자의 임상 데이터를 포함하고 있어 다양한 연구에 활용이 가능함. • 환자자료, 조직검사 결과 등을 토대로 근치적 치료 후 치료결과와 예후를 미리 예측하려는 노력은 계속 시도되고 있으며 영상자료를 통한 라디오믹스 연구는 치료 전, 치료 중, 치료 후 영상을 활용할 수 있고 기존 예후인자에 추가하여 분석할 수 있어 데이터의 양과 질을 높이는게 기여할 수 있음 • 방사선치료 설계와 치료전달에 있어 자동 윤곽형성 모델은 치료시간 단축과 variability를 줄이는 효과가 있음. 본 연구를 통해 개발된 자동 윤곽형성 모델은 다국적 후속연구를 통해 외부검증과 임상적용 예정임. • OAR 자동윤곽형성 모델을 경부림프절 구역 자동윤곽형성에 적용하여 새로운 application과 모델을 개발하였음 • 기존의 인공지능 기반 모델은 개발과 검증 단계에서 종료되는 경우가 대부분이었으나 본 연구는 인공지능 모델을 개발하여 임상에 적용하는 연구로 실제 환자 치료에 있어 인공지능 모델의 효율성을 확인하는데 적합한 연구임 (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 김준원
• 주관연구기관 : 연세대학교
• 발행년도 : 20240300
• Keyword : 1. 고형암 방사선치료;예후예측;인공지능;라디오믹스;자동윤곽 형성; 2. Solid tumor radiotherapy;Prognosis prediction;Artificial intelligence;Radiomics;Auto-segmentation;

□ 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;

□ 연구개발 목표 및 내용 ◼ 최종 목표 원자력 활동 현장 검증 시나리오 기반 시설 접근성 및 검증 기기 사용적합성 평가 ◼ 전체 내용 ○ 북한 비핵화 대상 시설 및 해당 지역의 지리적 기후적 환경 분석 ○ 북한 내 운반 경로에 대한 접근성 (도로, 철도, 항만 등) 평가 및 장비(운영인력 포함) 조달, 운영 시나리오 개발 ○ 극한 온습도 환경에서 사용되는 검증 장비 및 제반 설비의 성능 평가 기준 분석 ○ 환경 및 현장 검증장비 기술요건 분석 ○ 현장 검증장비 적용 테스트 ○ 성능개선 장비 적용성 검증 ◼ 1단계 ❏ 목표 ○ 북한 비핵화 대상 시설 및 해당 지역의 지리적 기후적 환경 분석 ○ 북한 내 운반 접근성 및 운영 시나리오 평가를 위한 자료 구축 ○ 환경 및 현장 검증장비 기술요건 분석 ❏ 내용 - 비핵화 대상 시설, 위치, 시설 유형 및 현황 자료 조사 - 지리적 기후적 환경 분석을 통한 환경 제한 요건 도출 - 북한 내 운반 경로 접근성 분석 및 운영 시나리오 개발을 위한 인프라 및 필요 운영 요건 자료 구축 - 검증장비 사용환경 기준 및 기술성 분석 - 유사환경 검증장비 및 방법 분석 - 극한환경 테스트 요건 및 테스트 베드 설계요건 도출 ◼ 2단계 ❏ 목표 ○ 북한 내 운반 경로에 대한 접근성 (도로, 철도, 항만 등) 평가 및 장비(운영인력 포함) 조달，운영 시나리오 개발 ○ 검증 장비 및 제반 설비의 성능 평가 기준 자료 구축 ○ 현장 검증장비 적용 테스트 ○ 극한 온습도 환경에서 사용되는 검증 장비 및 제반 설비의 성능 평가 기준 수립 및 적용 ○ 성능개선 장비 적용성 검증 ❏ 내용 - 인프라 분석 기반 북한 내 운반 경로 접근성 및 조달 상황에 따른 요건 도출(장비，인력，성능 유지 조건 등) - 요건 분석 기반 운반 및 운영 시나리오 도출 및 평가 - 국내외 주요 검증 장비 성능평가 관련 자료 수집 - 검증 장비 성능평가 및 성능 개선안 도출 - 극한환경 테스트 베드 구축 - 리트로핏 적용 대상장비 선정 및 리트로핏 설계 - 북한 환경에 기반한 환경 조건 및 성능평가 요건 도출 - 주요 환경에 대한 성능평가 기준 수립 및 적용 - 성능개선 장비 극한환경 적용성 검사 - 성능개선 전후 건전성 및 용이성 검토 - 적용 및 운영 절차 개발 □ 연구개발성과 O 주관연구기관 (1 세부: 대구가틀릭대학교) - 안전기술보고서 제출: 6건 (1 단계: 2건，2단계: 4건) - 논문: 국내 논문(비SCI) 게재: 4 건, 국외 논문(SCI) 게재: 1 건, 국외 논문(비SCI) 게재: 1 건 - 인력양성: 석사 1명，학사 2명 O 참여기관 1 (2세부: (주)네오시스코리아) - 안전기술보고서 제출: 7건 (1 단계: 2건，2단계: 5건) - 논문: 국내 논문(비SCI) 게재: 2 건，국외 논문(SCI) 게재: 1 건 - 학술발표 6건, 특허 출원 1건, 특허 등록 1건 □ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 ○ 활용 계획 - 북한의 비핵화 대상 시설의 지리적·기후적 환경 분석 기반 핵활동 현장 탐지 성능 유지 요건 구축 - 북한 내 장비 조달·운영 시나리오 개발에 따른 핵활동 장비 운영 환경 자료 확보 - 검증 장비 및 제반 시설의 국제 표준 자료 수집 및 분석을 통한 평가 기준 자료 구축 - 북한 핵시설 및 핵물질의 계량을 검증할 수 있는 기술 개발 - 리트로핏 기술은 기본적으로 국내외 물리적 방호에서 활용될 수 있음. 국내 비슷한 조건 내에 있는 대상 시설에서의 장비들에 대한 극한 온습도 환경에 적용 가능한 센서, 신호처리 부품의 대체활용될 수 있음 ○ 기대 효과 - 국내외에서 개발되고 있는 현장 핵활동 검증 장비에 대한 성능 요건 및 환경 조건을 도출함으로써 북한 내 원자력 시설의 환경적 자료 구축, 검증 장비 및 제반 시설의 성능 평가 기준 분석 및 장비 조달·운영 시나리오를 개발하여 북한 비핵화 대상 시설별 검증 기술 확보에 기여할 수 있음 - 검증장비에 대한 최적화와 기술 요건 충족을 통해 검증장비 데이터의 건전성을 담보할 수 있으며, 비핵화 대비 체계를 선제적으로 구축하고 검증 상황 발생 시 적시 대응 가능함 (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 김용민
• 주관연구기관 : 대구가톨릭대학교
• 발행년도 : 20240400
• Keyword : 1. 비핵화 검증 장비;장비 조달 및 운영 시나리오;성능평가;규제기술;리트로핏; 2. Denuclearization Verification Equipments;Procurement and Operation Scenario;Performance Evaluation;Safeguards Techniques;Retrofit;

□ 연구개발 목표 및 내용 ◼ 최종 목표 ○ 원자력양자협정품목 수출입 관리시스템 구축 ◼ 전체 내용 ○ 양자협정품목 DB화 및 관리방안 도출을 통한 양자협정 수출입관리시스템 구축 ◼ 1단계 ❏ 목표 ○ 양자협정품목 DB화 및 관리방안 도출 ○ 시스템 설계 및 구축 기반 마련 ❏ 내용 ○ 양자협정 체계 분석 및 양자협정품목 관리방안 도출 ○ 양자협정품목 보유기관, 품목별 정보, 관리현황 등 조사 및 DB화 ○ 양자협정품목 수출입관리시스템 설계 및 시스템 구축기반 마련 ◼ 2단계 ❏ 목표 ○ 양자협정품목 수출입 관리시스템 구축 및 최적화 ❏ 내용 ○ 상세설계안에 따른 시스템 구축 ○ 양자협정품목 수출입 관리시스템 시범 운영 및 최적화 □ 연구개발성과 ○ 양자협정대상품목 관리 기관 협의체 결과를 반영하여 관리방안 개선 및 최종 확정 ○ 협정품목관련 정보의 통합관리를 위한 시스템 및 데이터 연계 방안 도출 ○ 협정품목시스템 기능정의/연계 상세화 및 시스템 운영 제반소요분석 □ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 ○ 미국, 캐나다, 호주, 일본 등 양자협정에 따른 의무사항의 성실한 이행을 통한 국가 신뢰도 및 핵투명성 제고 ○ 협정대상품목 DB화 및 관리시스템 구축을 통한 규제기관 및 사업자의 협정 이행 업무의 효율성 증대 ○ 협정대상품목 관리시스템 구축을 통한 안전조치 및 수출입통제관련 정보 연계는 안전조치 및 수출입통제 규제담당자의 검증능력 제고 및 규제 업무의 정확성 제고에 기여 (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 류문영
• 주관연구기관 : 한국원자력연구원
• 발행년도 : 20240300
• Keyword : 1. 양국간 원자력 협력협정;수출입통제;핵물질;국제이전;원자력; 2. Bilateral Nuclear Cooperation Agreements;Export and Import Controls;Nuclear Materials;International Transfer;Nuclear;

□ 연구개발 목표 및 내용 ◼ 최종 목표 ○ 북한 내 무기급 핵물질 생산 능력 예측을 위한 종합적 핵물질 수지 조감도 구축 ◼ 전체 내용 ○ 북한 내 주요 핵시설에 대한 검증 지원 기술 확보 ○ 북한의 무기급 핵물질 생산량 예측 모델 개발 ○ 은닉 시설을 이용하여 무기급 핵물질을 지속 생산하는 시나리오를 대비한 분석 평가 모델 구축. ◼ 1단계 ❏ 목표 ○ 북한 내 주요 핵관련 시설에 대한 Physical model 구축 ❏ 내용 ○ 북한 원자력 시설 현황 및 공정 특성 분석 - 북한내 무기급 핵물질 생산 관련 시설, 무기급 핵물질 분석 자료 수집 및 검토 - Pu 및 농축 U 생산량 예측에 필요한 원심 분리기 특성 및 후행핵주기 시설 주요 제원 분석 ○ 북한 내 Pu 재고량 모델 개발 - 후행핵주기 시설 분석을 통한 Pu 생산량 시뮬레이션 - 북한내 원자력 시설에 대한 프로토타입 Physical model 구축 ○ Physical model 및 GUI 개발 - Physical model 평가 알고리즘 개발 및 구현 ○ 북한 내 농축 U 재고량 예측 모델 도출 및 전문가 검증 - 농축 우라늄 생산 능력 추정을 위한 시뮬레이션 모델 개발 - 전문가 검토를 통한 모델 검증 ◼ 2단계 ❏ 목표 ○ 핵물질 획득경로 분석 모델 도출을 통한 국가 핵주기 분석 평가 체계 구축 ❏ 내용 ○ 북한 핵시설에 대한 핵물질 흐름을 포함한 Physical model 종합 구축 및 검증 - 핵물질 생산 및 소요량에 대한 전체적 분석이 가능하도록 종합 맵 구축 - 민감 핵물질 생산 예측을 위해 현 원자력 시설 기반 추가 생산에 소요되는 시간 분석모듈 구현 ○ 개발한 종합 맵 분석 도구의 실제 성능 파악을 위한 주요 국제 북한 관련 연구기관의 분석 결과 비교 분석 및 보완 - 국내 원자력시설에 대한 Physical model 구축을 통한 개발 도구 성능 검증 - 주요 국제 연구 기관과의 크로스 검증을 통한 도구 성능 검증 및 보완 □ 연구개발성과 ○ 본 연구 개발을 통해 우리가 북핵 검증에 참여하게 될 경우를 대비하여 북한 내 주요 핵주기 시설에 대한 3D 모델을 확보하고 무기급 핵물질에 대한 생산량 예측 모델을 개발함으로써 북핵 검증의 기술적 기반을 구축. ○ 또한 IAEA의 국가별 핵주기 평가 어프로치를 참고하여 Physical model에 기반한 핵비확산성 평가 체계를 구축함. ○ 이를 통해 5년간 안전기술보고서 12건, 국외 논문 3건 (SCI급 2건), 학술대회 발표 12건(국내 7건, 국외 5건), 성과홍보 2건을 예정하고 있음. □ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 ○ 본 연구의 Physical model 구축 frame은 우리나라의 핵주기 시설 다양화(파이로, 사용후핵연료 처분시설 등) 상황에서 내부적으로 핵비확산 수용성 분석 및 평가에도 활용 가능함. ○ 북핵 검증 시 주요 시설에 대한 3D 모델이나 physical model은 사전 검토 및 확인에 활용될 수 있으며 북한이 검증을 수용하여 핵물질 보고 시 보고 결과의 검증에도 비교 reference로 활용할 수 있을 것임. ○ 국가 전체에 대한 핵물질 흐름도 분석을 통한 평가 기술로써 IAEA와 일반국가들이 핵물질 분석에 활용할 수 있도록 방안 모색. ○ 북한 원자력 시설 및 핵물질 종합적 파악 및 전망에 중추적 역할 기대 (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 정연홍
• 주관연구기관 : 한국원자력통제기술원
• 발행년도 : 20240400
• Keyword : 1. 핵주기 평가;물리적모델;핵물질 획득경로;핵검증;북한; 2. Fuel Cycle Evaluation;Physical model;Material acquisition path;Nuclear verification;North Korea;

□ 연구개발 목표 및 내용 ◼ 최종 목표 ○ 원자력사고 및 방사선비상시 전략적이고 신속한 소방청-경찰-군-원안위-KINS-원자력의학원-한수원-지자체 협업을 통한 철저한 주민 보호 역량 강화와 국민 신뢰 제고 ○ 원자력사고 및 방사선비상시 대응을 위한 협업기관의 명확한 임무 규정 및 대응매뉴얼 개발 ○ 원자력사고 및 방사선비상시 최선의 주민보호를 담보할 기관간 협업체계와 교육․훈련 시스템 구축 ◼ 전체 내용 ○ 원자력사고 및 방사선비상시 협업현황 및 체계 분석 : 현행 원자력사고 및 방사선비상시 각 기관의 역할과 책임 및 협업구조와 커뮤니케이션 수준 진단 - 현행 원자력사고 및 방사선비상시 협업 현황 및 체계 검토 - 원자력사고 및 방사선비상시 대응에 대한 기관별 인식 분석 - 미국․핀란드의 원자력사고 및 방사선비상시 군·경·소방 임무 조사 - 체르노빌․후쿠시마 사고시 군·경·소방 역할 및 피해상황·레슨런 조사 ○ 원자력사고 및 방사선비상시 협업체계 개선방안 도출 : 주요 선진국(미국, 핀란드)의 원자력사고 및 방사선비상시 협업 체계 분석을 중심으로 한 개선방안 도출 - 미국․핀란드의 원자력사고 및 방사선비상시 협업체계 및 규제기관의 역할 분석 - 대한민국의 원자력사고 및 방사선비상시 협업체계 개선 방안 마련 ○ 원자력사고 및 방사선비상시 협업매뉴얼 설계 및 작성 : 각 기관별 원자력사고 및 방사선비상시 매뉴얼 분석 및 공동 협업매뉴얼 작성 - 기관별 원자력사고 및 방사선비상시 협업매뉴얼 검토 및 - 원자력사고 및 방사선비상시 협업매뉴얼 인쇄본 및 앱버전 출판 ○ 원자력사고 및 방사선비상시 협업 교육․훈련 시스템 구축 : 협업매뉴얼을 적용한 원자력사고 및 방사선비상시 교육․훈련 및 시스템 구축 - 미국․핀란드의 원자력사고 및 방사선비상시 협업 교육․훈련 시스템 분석 - 원자력사고 및 방사선비상시 협업 교육․훈련 계획 수립 ○ 원자력사고 및 방사선비상시 주민보호에 대한 국민신뢰 제고방안 구성 : 원자력사고 및 방사선비상시 대응과 주민보호에 대한 국민 신뢰 제고 방안 제시 - 원자력사고 및 방사선비상 및 대응과 각 기관에 대한 언론보도 네트워크 분석 - 원자력사고 및 방사선비상 대응과 각 기관에 대한 국민 인식 탐색 - 원자력사고 및 방사선비상 대응과 주민보호에 대한 국민 신뢰를 위한 규제 커뮤니케이션 방안 마련 ○ 원자력사고 및 방사선비상 관련법령 검토 및 개선방안 마련 : 원자력사고 및 방사선비상시 협업의 실효성 제고를 통한 관련 법령 검토와 개선방안 도출 - 원자력사고 및 방사선비상시 견고한 협업을 위한 관련법령 검토 - IAEA 방사선방호에 관한 기준(GSR Part 7) 검토 - 원자력사고 및 방사선비상시 견고한 협업을 위한 관련법령 개선 방안 도출 ◼ 1단계 ❏ 목표 ○ 원자력사고 및 방사선비상시 전략적이고 신속한 소방청-경찰-군-원안위-KINS-원자력의학원-한수원-지자체 협업을 통한 철저한 주민 보호 역량 강화와 국민 신뢰 제고 ○ 원자력사고 및 방사선비상시 대응을 위한 협업기관의 명확한 임무 규정 및 대응매뉴얼 개발 ○ 원자력사고 및 방사선비상시 최선의 주민보호를 담보할 기관간 협업체계와 교육․훈련 시스템 구축 ❏ 내용 ○ 원자력사고 및 방사선비상시 협업현황 및 체계 분석 : 현행 원자력사고 및 방사선비상시 각 기관의 역할과 책임 및 협업구조와 커뮤니케이션 수준 진단 - 대한민국 원자력사고 및 방사선비상시 협업 현황 및 체계 검토 - 원자력사고 및 방사선비상시 대응에 대한 기관별 인식 분석 - 미국의 원전사고 대응체계 및 협업구조 분석·공조기관의 역할 - 후쿠시마 원전사고 대응체계 및 협업구조 분석·공조기관의 역할 ○ 원자력사고 및 방사선비상시 협업체계 개선방안 도출 : 주요 선진국(미국, 핀란드)의 원자력사고 및 방사선비상시 협업 체계 분석을 중심으로 한 개선방안 도출 - 미국 원자력사고 및 방사선비상시 협업체계 및 규제기관의 역할 분석 - 대한민국의 원자력사고 및 방사선비상시 협업체계 개선 방안 마련 ○ 원자력사고 및 방사선비상시 협업매뉴얼 설계 및 작성 : 각 기관별 원자력사고 및 방사선비상시 매뉴얼 분석 및 공동 협업매뉴얼 작성 - 기관별 원자력사고 및 방사선비상시 협업매뉴얼 검토 및 분석 ○ 원자력사고 및 방사선비상시 협업 교육․훈련 시스템 구축 : 협업매뉴얼을 적용한 원자력사고 및 방사선비상시 교육․훈련 및 시스템 구축 - 대한민국 원자력사고 및 방사선비상시 협업 교육․훈련 시스템 분석 - 미국 원자력사고 및 방사선비상시 협업 교육․훈련 시스템 분석 ○ 원자력사고 및 방사선비상 관련법령 검토 및 개선방안 마련 : 원자력사고 및 방사선비상시 협업의 실효성 제고를 통한 관련 법령 검토와 개선방안 도출 - 원자력사고 및 방사선비상시 견고한 협업을 위한 관련법령 검토 - IAEA 방사선방호에 관한 기준(GSR Part 7) 검토 - 원자력사고 및 방사선비상시 견고한 협업을 위한 관련법령 개선 방안 도출 ◼ 2단계 ❏ 목표 ○ 원자력사고 및 방사선비상시 전략적이고 신속한 소방청-경찰-군-원안위-KINS-원자력의학원-한수원-지자체 협업을 통한 철저한 주민 보호 역량 강화와 국민 신뢰 제고, 또한 협업을 위한 대응 매뉴얼 개발 및 협업체계에 따른 교육훈련 시스템 구축 ❏ 내용 ○ 원자력사고 및 방사선비상 시 공조기관의 협업 매뉴얼 작성 - 원전사고 및 방사선비상시 협업매뉴얼에 대한 기관의견 청취 - 원전사고 및 방사선비상시 협업매뉴얼 2.0 개발 - 원전사고 및 방사선 비상시 협업매뉴얼 앱버젼 개발 ○ 원자력사고 및 방사선비상시 공조기관의 교육훈련시스템 구축 - 원자력사고 및 방사선비상시 협업 교육훈련 시스템 시범적용 - 원자력사고 및 방사선비상시 협업 교육훈련 시스템에 대한 기관 의견 청취 - 원자력사고 및 방사선 비상시 협업 교육훈련시스템 2.0 개발 ○ 원자력사고 및 방사선비상 대응 관련법령 개선방안 마련 - 원자력사고 및 방사선비상시 협업 실효성 제고를 위한 전문가 및 오피니언리더 의견 수렴 - 원자력사고 및 방사선비상시 협업 실효성 제고를 위한 관련법령 개선방안 도출 - 원자력사고 및 방사선비상시 대응 관련 법령 법령개선을 위한 국회 토론회 개최 - 원자력사고 및 방사선비상 대응관련 법령 개선안 제안 ○ 원자력사고 및 방사선비상 대응, 주민보호에 대한 국민신뢰 제고 방안 마련 - 원자력사고 및 방사선비상시 대응에 대한 한 전문가 및 오피니언리더 의견 수렴 - 원자력사고 및 방사선비상시 대응에 대한 규제커뮤니케이션 방안 제시 □ 연구개발성과 ○ N-STAR 보고서 6건 ○ 홍보실적 1건 ○ 원자력사고 및 방사선비상시 소방 표준 대응매뉴얼 및 애플리케이션 개발 각 1건 ○ 원자력사고 및 방사선비상시 공조기관 협업매뉴얼 및 애플리케이션 개발 각 1건 ○ 원자력사고 및 방사선비상과 대응에 대한 규제커뮤니케이션 매뉴얼 ○ 학술대회 발표 7건 - 원자력학회: 3건, 화재소방학회: 1건, 인간공학회: 2건, 한국에너지기후변화학회: 1건 □ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 - 원자력사고 및 방사선비상시 소방청-경찰-군-원안위-KINS-원자력의학원-한수원-지자체 역할 및 책임 구분을 명확히 함으로써 재난 대응시 발생할 수 있는 혼란 최소화에 기여 - 원자력사고 및 방사선비상시 관련 기관의 위험에 대한 왜곡된 인식 해소와 협업을 통한 신속하고 적절한 조치 자신감 제고에 기여 - 각 기관의 협업을 통한 위험에 대한 왜곡된 인식 해소와 대응 자신감 제고에 기여 - 도심 테러 등 방사능물질 누출사고 발생시, 신속정확하며 실효성 있는 협업적 대응을 통해 자연환경 및 국민건강에 미치는 부정적 영향을 최소화하는데 기여 - 원자력사고 및 방사선비상시 협업을 통한 최선의 주민보호 조치를 토대로 회복탄력성 확보에 기여 - 원자력사고 및 방사선비상시 대응에 대한 국민의 신뢰 제고에 기여 - 복합재난 발생 시 대응력 강화에 기여 - 만약의 경우 발생 시 혼란 방지 및 실질적 피해 최소화 - 원전 수출시 원자력사고 및 방사선비상 대응 협업 매뉴얼 팩키지에 포함 (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 장사언
• 주관연구기관 : 스탠더드시험연구소
• 발행년도 : 20240400
• Keyword : 1. 방사선비상;협업체계;원자력 사고;회복탄력성;소방 대응; 2. Radiation Emergency;Collaboration System;Nuclear Accident;Resilience;Firefighting;

□ 연구목적 자기장에 영향을 받는 전기적 성질을 가진 유체의 움직임을 기술하는 비선형 편미분 방정식인 MHD 방정식의 해의 해석적인 성질에 대해 연구한다. 자기유체에 대해 수학적인 이론 연구를 통해 지식의 확장을 목표로 하며 이는 응용연구와 기술 개발에 기반이 된다. □ 연구내용 MHD 방정식의 압력의 음의 부분과 베르누이 압력의 양의 부분 그리고 속도, 자기장, 압력의 적절한 선형 결합으로 약해의 새로운 정칙성 판정법을 개발한다. 유계인 영역에서 약해와 강해의 일관된 이론을 정립한다. 특히 자기장에 대해 불침투성 경계조건을 고려한다. 이 때, 정상상태와 비정상상태의 해를 모두 고려한다. 점성이 있는 비압축성 유체가 구멍을 메운 물체의 움직임을 묘사하는 일관성 있는 수학적 모델을 만들어 존재성 이론을 발전시킨다. 비압축성 도전성 미세 극성 유체의 흐름에 대한 수학적 모델을 개발하고 정성적인 성질들을 유도한다. 해의 중요한 해석적 성질 중의 하나인 리우빌 정리를 개발한다. □ 연구결과 MHD(자기유체역학) 방정식은 나비에 스톡스 방정식과 맥스웰 방정식이 결합되어 있어 수학적인 분석이 어렵다. 이는 옴의 법칙과 패러데이 법칙을 결합함으로써 더 복잡한 형태로 기술된다. 우주 플라즈마, 별의 형성, 중성자성과 같은 실제 물리적 현상을 수학적으로 기술하는데 사용된다. 이런 현상을 이론적으로 분석하기 위해서 MHD 방정식의 해의 존재, 유일성, 및 정칙성에 대한 수학적 진전이 필요하다. 이 연구에서 MHD 방정식의 해의 존재성을 다양한 경계조건에서 연구하였다. 이를 위해 실제 물리적 관찰과 부합하는 경계조건을 고려하는 것이 필요하다. 미세극성유체의 해의 해석적 성질을 위한 에너지 부등식 유도하였고 압축성 유체이론으로 확장에 대한 연구를 진행하였다. 이러한 비선형 편미분 방정식을 해석적인 분석을 위해 유일성과 관련된 연구 나비어 스톡스 방정식의 해의 리우빌 정리에서 출발하여 MHD 방정식, Hall MHD 방정식, 미세극성방정식, 그리고 압축성 유체의 리우빌 성질에 대한 연구를 하여 논문으로 출판하였다. □ 연구결과의 활용계획 초기경계면에서의 자기유체 방정식의 해에 대한 연구는 자연과학 및 핵공학 분야에서 널리 활용된다. 이 방정식은 천체물리학, 지구과학, 그리고 핵융합 발전 연구에 필수적이다. 특히, 플라즈마 안정화를 위해 필요한 강한 자기장에 대한 이해는 핵융합 발전에 필수적이다. 자기유체 방정식의 해의 유일성이 보장되지 않아 수치기법 적용에 어려움이 있다. 이 연구는 해의 존재성, 유일성, 정칙성에 대한 수학적인 진전을 통해 이러한 어려움을 극복하는 데 활용될 수 있다. 기초연구의 발전은 인류의 기술 발전을 촉진하는 역할을 한다. MHD 방정식에 대해 기본적인 이해와 지식을 증진하고 이는 후속 연구의 기반이 된다. (출처 : 연구결과 요약문 (국문) 3p)

• 연구책임자 : 양민석
• 주관연구기관 : 연세대학교
• 발행년도 : 20240200
• Keyword : 1. 자기유체방정식;정칙성 판정법;압축성유체;미세극성;경계조건; 2. MHD equations;regularity criterion;compressible fluid;micropolar;boundary condition;