□ 연구의 목적 및 내용 ○ 연구의 목적 미래 사회변화에 대응하는 원자력 기술역량을 지속 유지·발전시키기 위한 혁신·도전적 기초·원천 연구 분야(주제), 추진체계 기획 등 지원방안 도출 ○ 연구의 내용 1. 우리나라와 해외 주요국의 원자력 혁신 생태계 현황 및 동향 가. 원자력 혁신기술이 발굴되고, 연구개발 및 산업화되는 혁신 생태계 나. 원자력 연구를 수행하는 대학 현황 및 국립연구소, 산업체 등 혁신 주체들의 현황과 협력·연구개발하는 체계 조사·분석 다. 혁신·도전적 기초·원천연구 주제 조사 및 국내 적용가능성 분석 라. 기초·원천R&D를 지원하는 국가 및 민간의 연구개발 사업 현황 2. 국내 원자력 혁신 생태계를 활성화하기 위한 지원 전략 가. 국내·외 원자력 혁신생태계 현황 및 동향 분석에 따른 주요 시사점, 개선 방안 도출 나. 혁신 생태계 활성화를 위한 지원 방안 도출 3. 혁신·도전적 연구개발 중장기 지원을 위한 기초·원천 R&D 기획 가. 원자로, 핵주기, 안전, 방사선 등 분야별 유망 원천기술 수요 조사 나. 기술개발 우선순위 도출 다. 기술개발 난이도와 기술개발 역량(재원, 인력 등)을 고려하여 비용 효과적인 추진체계 도출 라. 기술개발 우선순위와 중요도를 고려한 R&D 사업 포트폴리오 수립 □ 연구개발성과 ○ 원자력 기술전문가 자문 및 자료 조사 - 연구사업 관리기관, 대학, 출연연 등 원자력 기술 전문가 자문 - 온오프라인 회의를 통한 자문회의 운영 ○ 우리나라와 해외 주요국의 원자력 혁신 생태계 현황 및 동향 - 혁신·도전적 기초·원천연구 주제 조사 및 국내 적용가능성 분석 - 기초·원천R&D를 지원하는 국가 및 민간의 연구개발 사업 현황 ○ 혁신·도전적 기초·원천 연구 분야, 추진체계 기획 등 지원방안 도출 - 국내·외 원자력 혁신생태계 현황 및 동향 분석에 따른 주요 시사점, 개선 방안 도출 - 혁신 생태계 활성화를 위한 지원 방안 도출 ○ 원자력 이용 혁신·도전적 기초·원천 연구 사업 기획보고서 - 기술개발 우선순위 도출 - 우선순위와 중요도를 고려한 R&D 사업 포트폴리오 수립 □ 연구개발성과의 활용계획(기대효과) ○ 원자력 분야 기초·원천 연구개발 사업 기획의 참고자료로 활용 - 정책·시장 변화에 대응하여 역량을 지속 발전시키는 방안으로 활용 - 원자력 이용 미래혁신 기반기술 연구 사업(안) 도출 및 세부과제의 과학기술적 근거를 제공함 ○ 주요국 원자력 첨단연구개발 트렌드 분석자료로 활용 - 원자력 응용 기술 개발 정책 관리 기관의 제도 및 정책 수립 방향의 기초자료로 활용 가능하며, 사업화 추진 및 리스크 관리에 필요한 기본 정보를 제공 - 원자력 응용 기술 분야별 경계를 허물어 각 장점을 융합하여 창조적인 결과물을 도출할 수 있는 연구개발 잠재력이 강화 ○ 기초·원천 연구 분야(주제), 추진체계 기획 등 지원방안 도출에 활용 - 미래 사회 변화에 선제적 대응을 주도하는 원자력 응용 기술 분야를 제시함으로써 국가 미래 기술전략 수립에 원자력 기술 분야 기여가 기대 - 원자력 핵심 원천기술 확보로 혁신·도전적 기초·원천 연구 분야에 직간접적 고용 및 일자리 창출 효과 발생 (출처 : 요약문 4p)

• 연구책임자 : 우태호
• 주관연구기관 : 고려사이버대학교
• 발행년도 : 20211000
• Keyword : 1. 원자력 연구 지원 방안;방사선 및 방사선 기술;중장기 연구 개발;기초·원천 연구 분야;혁신생태계 현황 및 동향; 2. Nuclear energy research support plan;Nuclear and radiation technology;Mid- to long-term R&D;Basic and original research fields;Status and trend of the innovative ecosystem;

원자력 비상상황시 작업자의 피폭 저감 및 사고 피해를 최소화함으로써 원자력 사고에 대한 대응역량을 높여 원자력의 대국민 신뢰도를 향상시키는데 목적이 있다. 이를 위해 고방사선으로 인해 사람의 접근이 어려운 사고현장에서 사람 대신 사고의 조기수습 및 확산방지를 수행하기 위한 무인대응 기술개발 및 현장 적용 가능한 체계를 구축하고자 한다. 수행한 연구 내용 및 결과는 다음과 같다. - 5회에 걸쳐 방사능방재훈련에 로봇을 적용하여 모니터링 및 밀봉작업을 수행하여 실제 비상상황에 적용할 수 있는 무인대응체계를 운영하고 적용 가능성을 검증함 - 독일, 프랑스의 무인대응 조직과 기술교류 및 방재훈련 참관을 통해 협력체계를 구축함. 원자력비상 무인대응 국제워크숍을 개최하여 원자력 사고에 공동 대응하기 위한 공조체계 구축 협의함 - 원자력무인대응장비 국제표준(IEC TC45 WG18)을 개발하여 표준문서를 발간함 - 100 kg 취급이 가능한 소형 유압식 고하중 조작 로봇을 개발하여 성능 시험 및 방재훈련에 적용함 - 방사능 오염분포를 측정할 수 있는 팬틸트 기반의 이동로봇 탐재형 방사선 영상화장치를 개발함 - 라만 라이다 방식의 30m급 수소가스의 농도와 위치를 측정할 수 있는 수소탐지 기술을 개발함 - 상용 부품을 이용하여 방사선 평가 및 성능개선을 통해 1.5 kGy급 내방사선 칼라카메라를 개발함 (출처 : 서지정보양식 133p)

• 연구책임자 : 최영수
• 주관연구기관 : 한국원자력연구원
• 발행년도 : 20210100
• Keyword : 1. 무인대응체계;방재훈련;고하중 조작로봇;방사선 영상화;수소탐지; 2. unmanned response system;disaster prevention exercise;heavy duty manipulation robot;radiation imaging;hydrogen detection;

□ 연구개발 목표 및 내용 ￭ 최종 목표 의료 입자선의 4차원 상대적 생물학적 효과 예측을 위한 생물물리 모델 개발 ￭ 전체 내용 ○ 임상적으로 유용한 입자선의 생물물리 모델 개발 ○ 3차원적 상대적 생물학적 효과비 계산을 위한 전산모사 프로그램 개발 ○ 상대적 생물학적 효과비 예측 값 정확도 향상 ○ 4차원적 상대적 생물학적 효과 예측 모델 및 중성자 선량 향상 모델 개발 □ 연구개발성과 ○ 임상적으로 유용한 입자선의 생물학적 효과 예측을 위한 생물물리 모델 적용 및 예측 ○ 3차원 상대적 생물학적 효과비 계산을 위한 전산모사 프로그램 개발 ○ 상대적 생물학적 효과비 예측도 향상을 위한 Cell 모델 개발 및 적용 ○ 4차원적 생물학적 효과 예측 모델 및 중성자 선량 향상 모델 개발 □ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 ○ 개발된 생물학적효과 전산모사 프로그램은 치료계획시스템의 개발에 필요한 핵심 기술이 됨 ○ 입자선치료분야의 하드웨어 개발 및 치료계획시스템 개발에 사용될 수 있어 의 생물학적 효과를 예측하는 방법 정립할 수 있음 (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 조일성
• 주관연구기관 : 한국원자력의학원
• 발행년도 : 20210600
• Keyword : 1. 방사선치료;입자선;상대적생물학적 효과비;생물물리학;생물학적 모델; 2. Radiation therapy;Particle beam;RBE;Biophysics;Biological model;

비공개항목입니다.

• 연구책임자 : 이태구
• 주관연구기관 : 세명대학교
• 발행년도 : 20210600
• Keyword : 1. 핵 지하대피소;특수 재난;지하공간 리모델링;특수 방호구조;1급 대피시설; 2. Nuclear Underground Shelter;Urgent Disaster;Basement Remodelling;Special Protective Shelter;Level 1 Shelter;

앞으로 최대 10년 동안 가동할 예정인 총 3기의 중수로와 그 이후에도 안전한 관리가 필요한 소내 사용후핵연료 조장조를 대상으로 (1) 연료채널 노후화에 따른 안전이슈 대비, (2) 종합적인 사고평가기술 확보, (3) 중수로 사용후연료 안전저장관리 기술이라는 3가지 중점추진 분야를 도출하고 국내외 연구현황을 분석하여 구체적인 연구방향과 추진계획을 도출하였다. (출처 : 보고서 요약서 3p)

• 연구책임자 : 최성열
• 주관연구기관 : 한국과학기술원
• 발행년도 : 20210200
• Keyword : 1. 중수로;안전;연료채널;사고평가;사용후핵연료; 2. CANDU;Safety;Fuel Channel;Safety Assessments;Used Nuclear Fuel;

국내 금속연료 기술 검증을 위해 BOR-60 연료봉 조사시험의 경우 목표 연소도 7 at.% 달성하였으며 노내 성능 검증자료를 확보함. 또한, BOR-60 피복관 조사시험을 통해서는 목표 조사량 75 dpa 달성하여 노내 크리프와 물성 자료를 확보하고 피복관의 노외 크리프 시험자료와 연계하여 노내 크리프 모델을 개발함. 국내제조 피복관 크리프 모델 구축에 필요한 참조 자료 생산을 위해 최대 20,000 시간 피복관 노외 크리프-파단 및 노외 크리프-변형시험을 수행하여 노내 크리프 모델에 필요한 응력-파단 선도 및 시간에 따른 변형률 선도를 도출함. 이와 함께 FCCI를 억제하는 기능성 물질을 결합한 금속(metal)/세라믹(ceramic) 복합층 코팅개념과 비철 내화금속 개념을 도출하고 그 타당성을 예비 평가하였으며 온도구배 약 50 °C/mm를 구현할 수 있는 온도구배 상호반응 시험 장치를 제작하였음. 또한 건전한 U-(15, 20, 25)wt.%Zr 연료심(∅5×L300 mm) 제조를 통하여 전자기 유도가열 성능 및 안전성 검증과 함께 주조법에 의한 고 Zr 함량 금속연료심 제조 타당성을 확인함. 원자로 안전성 및 핵연료 성능 측면에서 TRU 함유 핵연료의 성분 예비 설정 및 연료심 공융온도 분석을 수행하였으며, 연료봉 피복관 외경 및 플레넘 길이에 따른 피복관 최소 두께, 연료봉 플레넘 최소 길이를 예비 설정함. 또한, TRU 함유 핵연료의 열적 성능 모델 및 기체방출 모델을 비교·분석하여 최적 모델을 선정 후 LIFE-METAL 연료봉 성능분석 코드에 삽입 및 검증하였으며 노심 설계와 연계하여 TRU 함유 핵연료 성능평가를 수행하여 연료봉 건전성을 확인함. 상기 연구결과는 장수명·고독성 핵종을 효율적으로 핵변환하는 시스템의 TRU 함유 핵연료 개발 시 핵심기술로서 활용할 수 있음. (출처 : 서지정보양식 176p)

• 연구책임자 : 김준형
• 주관연구기관 : 한국원자력연구원
• 발행년도 : 20210300
• Keyword : 1. 사용후핵연료;초우라늄;독성저감;BOR-60 원자로;조사시험;연료봉;피복관;크리프;노외 시험;연료심;핵연료 성능모델;핵연료 성능분석 코드;핵연료 피복관;핵연료심; 2. Spent Nuclear Fuel;Transuranic(TRU);Decreasing Radiotoxicity;BOR-60 Reactor;Irradiation Test;Fuel Rod;Cladding;Creep;Out-of-pile Test;Fuel Slug;Fuel Performance Model;Fuel Performance Analysis Code;Fuel cladding;

○ 2019년도 우리나라의 방사선 및 방사성동위원소(RI) 이용 기관현황, 인허가량, 수입·생산·수출 현황, 경제규모, 인력현황, 방사선안전관리현황, 애로사항 등의 실태를 조사하여 그 결과를 방사선 및 RI 이용 활성화를 위한 정책방향 설정과 관련 산업의 효율적인 발전 방안 수립을 위한 기초자료로 활용하며, 조사된 통계는 국가승인통계로 관리됨. ○ 2019년도 방사선 및 RI 이용과 관련된 여러 주요 지표를 산출하기 위하여 연구를 수행하였으며, 수행된 주요 내용은 아래와 같음. (1) 2019년 방사선 및 방사성동위원소 이용실태 조사 분석 가. 방사선 및 RI 이용기관 조사 및 분석(선원구분/연도/지역/인허가/이용분야) 나. RI 및 방사선기기의 수입·생산·수출 등에 관련된 지표 획득 및 연도별 증감 추이 조사 - RI 수입(국가별, 용도별, 핵종별), 생산(하나로, 사이클로트론, 가공생산) 및 수출추이 - 방사선기기의 분야별(산업용, 의료용, 수의용) 수입·생산·수출 증감 추이 분석 다. 종사자 현황(인력 및 자격현황, 피폭선량현황) 조사 분석 라. 방사선 및 RI 이용에 따른 매출액 조사 및 경제규모 산출 - 산업/의료/농업/비파괴검사/방사선멸균분야 마. RI폐기물 발생량, 자체폐기량, 위탁폐기량 등 조사 (2) 방사선 및 방사성동위원소 이용실태 설문조사 가. RI공급 수요, 종사자 임금현황, 기타 애로사항 등 (2) 방사선 및 방사성동위원소 세계시장 동향, 국가별 주요 통계, 세계 무역규모 조사 (3) 방사선이용기술(RT)의 국가 연구개발 수행 현황, 연구개발 현황, 특허등록 현황, 최신 RT동향 (출처 : 보고서 요약서 4p)

• 연구책임자 : 정원영
• 주관연구기관 : 한국방사선진흥협회
• 발행년도 : 20210600
• Keyword : 1. 방사선;방사성동위원소;방사선발생장치;RI/RG 수입·생산·수출;경제규모; 2. Radiation;Radioisotope;Radiation Generator;RI/RG Import·Production·Export;Economic size;

비공개항목입니다.

• 연구책임자 : 최양서
• 주관연구기관 : 한국전자통신연구원
• 발행년도 : 20210300
• Keyword : 1. 원전 계측제어시스템;보안취약점 점검;규제지침 점검;바이너리 분석;퍼징; 2. Nuclear Power Plant I&C System;Security Vulnerability Assessment;Regulation Assessment;Binary Analysis;Fuzzing;

□ 연구개요 • 본 연구에서는 녹내장을 발생시키는 주요 원인인 안압 이상 현상을 조기에 진단하고, 녹내장 치료 시점을 정확하게 예측하기 위해 초음파 음향 방사력을 기반으로 안압을 측정하는 요소 기술을 개발함. 이를 위해 물질의 탄성을 측정할 수 있는 초음파 음향 방사력을 이용해서 안압을 측정할 수 있는 새로운 메커니즘을 제안하고, 선행 연구를 통해 확보한 분극 역전 기반 고성능 초음파 프로브 제작 기술과 분할 초점 초음파 프로브 제작 기술을 적용시켜 제안된 메커니즘의 성능 최적화를 통해 녹내장 진단 시 실시간으로 정확한 안압 정보를 제공하는 것을 목표로 함. □ 연구 목표대비 연구결과 • 초음파 음향 방사력을 이용한 안압 측정 메커니즘 개발을 위해, 유한 요소 해석 시뮬레이션 및 실험을 통해 기전 연구를 진행한 결과, 초음파 음향 방사력으로 대상의 탄성 측정이 가능하다는 것을 확인함. 또한, 시스템의 복잡도를 낮추는 동시에 빔의 너비를 조절할 수 있는 새로운 구조의 프로브인 위상 제어 기술 기반 분할 초점 초음파 프로브를 제안하고 그 성능을 검증하여 메커니즘의 정확도를 향상시킴. 연구를 통해 측정한 안구 팬텀의 변위는 기존에 사용되는 상용 안압계 측정 결과와 높은 상관관계를 보이는 것을 확인하였음. • 본 연구팀에서 선행 연구를 통해 축적한 분극역전 기술이 빔의 주파수 및 너비를 조절함으로써 더욱 정확한 안압 측정을 가능케 함을 확인함. 음향 방사력 증진을 위해 새로운 구조의 1-3형 압전 복합체를 적용한 분극역전 기술 기반 초음파 프로브를 제안하고 그 성능을 검증한 결과, 주파수 대역폭 및 감도를 높여 안압 측정 결과의 정확도가 증가함을 증명하였음. • 안압 측정 프로세스 제어 모듈 개발 위해 DAQ 보드 설치 및 LabVIEW 프로그램을 이용한 제어 코드 작성을 진행했으며, 성공적으로 구현되어 본 연구에서 진행된 실험 결과를 얻는 데에 활용됨. 또한, 펄스압축 신호처리 알고리즘을 개발 및 검증하여 음향 방사력의 최대전력 및 전달 깊이를 조절함으로써 각막까지 충분한 음향 방사력이 전달될 것이라는 가능성을 확인하였음. □ 연구발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) • 안압의 정확한 측정은 녹내장의 조기 진단 및 치료 경과 관찰 과정에 매우 중요시됨. 기존 안압계의 경우, 환자가 눈을 뜬 상태에서 각막에 물리적 접촉 또는 압축된 공기를 통해 외력을 가하기 때문에 환자의 통증과 불편함을 야기하며 정확도 또한 낮아 정확도 향상을 위한 추가적인 과정이 불가피함. 초음파 음향 방사력은 인체에 무해하며 눈꺼풀과 같은 조직을 통과하여 충분한 힘을 발생시키므로 기존 안압계들이 가진 단점을 해결 가능함. • 본 연구개발 결과, 초음파 음향 방사력 기반 안압계가 기존 시장에 진출해 있는 안압계의 단점을 보완하는 동시에 고성능 및 높은 신뢰성을 갖는 새로운 안압 측정 의료기기로 사용될 수 있으며, 관련된 원천 기술 확보가 가능할 것임을 증명함. (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 정종섭
• 주관연구기관 : 동국대학교
• 발행년도 : 20210300
• Keyword : 1. 초음파;음향 방사력;안압;분극 역전 기술;펄스압축; 2. Ultrasound;Acoustic Radiation Force;Intraocular Pressure;Polarization Inversion Technique;Pulse Compression;

본 연구는 원전 해체 작업 시 필요한 원전 해체 작업복 및 차폐막 등에 적용할 수 있도록 경량화 및 유연성을 갖는 나노 금속과 고분자 차폐 소재를 개발하였고 기존 제품 대비 15% 이상의 차폐율 성능이 향상된 차폐소재에 대한 설계, 생산, 인증 평가를 완료하였음. 원전 해체 공정 및 작업별 분석을 통해서 필요한 차폐 재료와 성능 기준을 제시하였고, 다양한 크기의 텅스텐-비스무트 중량비, 혼합비별 해석을 통하여 기존 소재 대비최적화 소재 비율을 제시하였고, 감마선 피폭 소재와 섬유 융착 시편을 통해서 방사선 조사 및 섬유 영향도 분석 및 최종 차폐 작업복에 대한 내구성 및 기계적 물성 평가와 방사선 차폐 평가 수행하였고 실제 원전에서 사용 평가 실험 수행 및 개발 제품을 일본 후쿠시마 원전에 수출 완료함. 본 연구를 통해서 원천특허기술 (국내특허출원 8건, 국외특허출원 2건, 국내특허등록 2건)을 확보함. (출처 : 보고서 요약서 4p)

• 연구책임자 : 이승엽
• 주관연구기관 : 서강대학교
• 발행년도 : 20210100
• Keyword : 1. 방사선 차폐소재;원전 해체;차폐 해석;설계 최적화;고분자 복합재; 2. Radiation Shielding Material;Nuclear Decommissioning;Shielding Analysis;Design Optimization;Polymer Composite;