비공개항목입니다.

• 연구책임자 : 정진호
• 주관연구기관 : 한국원자력통제기술원
• 발행년도 : 20210100
• Keyword : 1. 핵비확산;핵안보;국제협력;양자협력;다자협력; 2. Nuclear Nonproliferation;Nuclear Security;International Cooperation;Bilateral Cooperation;Multilateral Cooperation;

IV. 연구개발 결과 ◦ 비핵화 대비 선제적 정책·기술·교육 지원 기반 구축 - 비핵화 주요 단계를 포함한 KINAC 차원의 비핵화 검증 지원 방안 수립 - 비핵화 검증 실행 방안을 포함한 기술 가이드 제시 - 비핵화 검증 참여인력 대상 교육 프로그램 및 운영전략 개발 - 비핵화 대비 정책·기술 개발 연구과제 신규기획 ◦ 북한 핵활동 정보 수집, 분석 및 관리 - 공개정보 수집·분석 체계 구축 및 운영을 통한 동향정보 실시간 공유 및 전문자료 DB 축적기반 구축 - 북핵 우발사태 대응에 대한 주기적 점검을 통한 위기관리 체제 유지 및 강화 ◦ 비핵화 기술정책 지원을 위한 역량 강화 - 2020 북핵 총서 발간 - 학회 논문 발표(6건) - 공개 동향 정보 수집 및 분석 교육 참석 ◦ 국내외 회의 및 협의체 네트워크 활동 - 2020 비확산 기술정책 포럼 운영 및 유관기관 핵활동 탐지 워크숍 개최 - 국내외 군축 핵비확산 협의체(CTBTO, IAEA) 기술지원 (출처 : 요약문 4p)

• 연구책임자 : 이영욱
• 주관연구기관 : 한국원자력통제기술원
• 발행년도 : 20210100
• Keyword : 1. 비확산;핵활동;비핵화;검증;폐기;포괄적핵실험금지조약;핵군축검증국제파트너십; 2. Non-proliferation;Nuclear Activities/Program;Denuclearization;Verification;Dismantlement;Comprehensive Nuclear Test-Ban Treaty(CTBT);International Partnership for Nuclear Disarmament Verification(IPNDV);

□ 연구개요 Label 없이도 측정 샘플의 분자 구조에 따른 신호 측정이 가능한 핵자기공명 분광기 (nuclear magnetic resonance spectroscopy)를 기반으로 휴대가 가능한 micro NMR 디바이스를 개발하였다. 태블렛 크기 정도의 휴대형 NMR 바이오센서 제작을 위해, (1) NMR용 자기장, (2) 신호 송수신용 RF 코일, (3) 액체 샘플 로딩용 미세유체 칩 그리고 (4) NMR 신호 수집 및 처리를 위한 RF회로 및 제어시스템 등 4개 핵심 요소들을 개발하였다. □ 연구 목표대비 연구결과 - 자석을 이용한 자기장 및 RF마이크로코일 최적화 연구 : 최대 0.8 T의 자기장을 얻을 수 있었고, 제작된 디바이스에서는 0.5T의 자기장을 사용 : 21MHz 공명 주파수를 갖는 마이크로 RF 코일 제작 및 튜닝/매칭 회로 제작 - NMR RF 회로 제작 : 신호 송수신 및 30dB 증폭회로 개발 - 미세유체칩(샘플전처리, 핵자기공명 local guide 용) 개발 : ultra-fast 레이저를 사용하여, 빠르고 간단하게 미세유체관을 유리에 제작하는 공정 개발 □ 연구발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성) 본 연구를 통해 휴대형 NMR 기반 바이오센서 제작을 할 수 있었다. 데스크탑 컴퓨터 사이즈 보다 작은, 휴대형이 가능한 NMR 기반 바이오센서에 필요한 자기장을 작은 영구자석으로도 가능하였고, 이 자기장 크기에 맞춘 공명주파수를 갖는 RF 코일 및 송수신 신호 회로를 제작하였다. 이는 모두 테블렛 디바이스 크기 정도의 NMR기반 바이오 센서를 제작하는데 적합한 크기로 제작이 되어, 현장 진단형 바이오센 서로 활용될 가능성이 있다고 기대하고 있다. 또한 액체 상태의 진단 샘플을 정확하게 RF 코일내로 주입하기 위한 미세유체관을 설계/제작하였으며, 이 과정에서 1시간 내로 빠르게 유리 미세유체 디바이스를 제작할 수 있는 공정법을 개발하였다. 또한 3차원 구조의 미세유체 구조도 추가 공정없이 유리기판 내부에 만들 수 있는 공정을 개발하여, 마이크로 원심분리기, 세포분류기 등의 고효율 및 고처리량의 유리 기반 미세유체 플랫폼 개발에 도움이 될 것으로 기대하고 있다. (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 구치완
• 주관연구기관 : 한밭대학교
• 발행년도 : 20210300
• Keyword : 1. 마이크로-핵자기공명;분광학;바이오센서;RF코일;미세유체; 2. micro NMR;spectroscopy;biosensor;RF coil;microfluidic;

본 연구사업의 주목표는 두가지로 영상장비 기반 연구지원과 가속기를 활용하는 연구지원이다. 첫번째로, 다중-다기능 융합PET/MRI영상 이용 연구의 활성화에 필요한 최신 융합 PET장비 도입과 신개발 다기능 방사성 추적자를 이용한 융합분자영상 기초 및 임상 응용기술 개발 / 신규 방사성 분자영상의약품 개발 및 평가 및 임상적용 연구 활성화 지원이란 목표를 가지고 표준화된 성능평가 및 QC 프로토콜, 영상 획득 프로토콜, 정량화 기법, 다중 영상 정합 기법 등의 개발 및 국내 등의 개발과 국내 보급을 통한 국내 PET/CT영상의 유용성 향상에 기여와 융합 PET (PET/CT 및 PET/MRI)의 다중-다기능 영상의 정량분석을 위한 영상의 융합 처리/분석기술의 개발과 평가, 방사성 동위원소를 이용한 진단능의 향상과 치료반응의 효과적 평가를 위한 영상분석기술 개발 및 임상적용 그리고 관련 연구개발 사업의 연구성과인 신개발 PET용 방사성의약품 및 융합 다중-다기능 영상용 의약품의 임상적용 및 유용성 평가 연구 수행 및 지원을 하였다. 두 번째로, MC50 사이클로트론을 통한 이용 연구자들의 시설 활용지원은 통계에 따르면 총 17개 기관 41개의 연구를 지원하였다. 가속기 가동시간은 총 950시간이며 내부 이용자 지원건수는 60건이고 외부 이용자 지원건수는 지원건수는 170건(내부이용: 54건, 외부이용: 116건)로 총 230건을 기록하였다. MC50 사이클로트론 관련 메인 수냉 펌프 시스템 업그레이드, Circular coil 마그넷 전원공급장치 교체, Low level RF 시스템 AD 보드 성능 개선, PLC system 업그레이드(PLC와 EPICS간 통신 구현, 차폐도어 데이터 통신 부분 업그레이드), 빔 라인 (Pump group 5) 진공 시스템 업그레이드 등의 인프라 강화를 하는 등 MC50 사이클로트론의 안정적 운영을 통해 당해연도 목표치인 장비가동률 90%를 상회하는 97.4%의 가동률을 달성하였다. 신규 의료용 RI 생산 지원을 위한 중양성자 빔 인출관련 내부 파트의 개조 및 빔 조사 조건 최적화를 통한 중양성자 빔 성능 향상을 위해 에너지별 Ion source와 Dee tip2 간격 별 중양성자 빔 테스트 및 최적화, 중양성자 빔 용 가스 시스템 유지보수 및 교체를 통해 목표치 중양성자 빔 인출량 16 ㎂로 목표치 15 ㎂를 초과 달성하였다. (출처 : 초록 3p)

• 연구책임자 : 이교철
• 주관연구기관 : 한국원자력의학원
• 발행년도 : 20210200
• Keyword : 1. 양전자방출단층촬영술;융합영상시스템;다기능방사성의약품;다기능융합분자영상;임상연구사이클로트론;양성자;중성자;중양성자빔; 2. PET;hybrid imaging system;multi-functional radiopharmaceuticals;multi-functional hybrid molecular imaging;clinical study;MC-50;cyclotron;proton;neutron;deuteron beam;

□ 연구개요 만성 간염 환자에서 간 섬유화 정도를 비침습적으로 진단하는 검사법들의 표준검사법 개발과 다양한 검사법들의 간섬유화 진단능을 비교 분석하고자 한다. □ 연구 목표대비 연구결과 초음파, MR 기반 간탄성도 검사의 표준검사법 개발 ; 간의 capsule에서 1-2cm 아래에서 측정, beam이 수직으로 입사할 때 값이 잘 나옴 fibrosis와 연관이 있는 혈중 marker를 찾아냄 ; fibrosis와 correlation이 잘 되는 혈중 마커를 찾아 분석함 US elastography, MR elastography, 혈중 바이오마커등의 비침습적 간섬유화 평가법들의 간섬유화 진단능 비교 분석 ; 한 환자에서 여러 가지 검사를 함께 시행하여 간섬유화 진단능을 비교 분석하였음 □ 연구발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) 만성간질환의 유병률이 늘어남에 따라 환자들은 본인의 간의 상태에 대해 관심히 증가하였고, 이를 조직검사등이 아닌 비침습적 방법으로 평가할 수 있다는 것은 본 연구의 가장 큰 기여라고 생각한다. US 영상은 쉽게 시행할 수 있고 radiation hazard가 없다는 점에서 만성간염환자들의 추적검사에 이용되고 있으나 결과가 주관적이라는 제한점이 있었다. 그러나 본 연구를 통해 검사값들의 연관성을 알 수 있었고, 그 값들은 신뢰성 및 재현성이 있었다. 이에 따라 만성간염환자의 진료에 중요한 검사방법으로 자리 매김하게 될 것으롤 기대된다. (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 이정은
• 주관연구기관 : 충남대학교
• 발행년도 : 20210300
• Keyword : 1. 간섬유화;탄성검사;초음파;자기공명영상;만성 간염; 2. Liver fibrosis;Elastography;Ultrasound;Magnetic Resonance Imaging;Chronic hepatitis;

□ 연구개발 목표 및 내용 ￭ 최종 목표 새로운 종양 바이오마커의 개발과 이를 타겟하는 약물들의 개발이 성공적으로 이루어지고 있지만 종양 완치율은 아직도 낮은 수준이며 이는 종양 치료 후 생기는 내성과 관련이 깊고 종양미세환경에 대한 보다 깊은 이해가 필요함. 본 과제는 최종 목표로 종양 치료 내성 관련 인자인 종양 산성화 조절 기전을 분자 수준에서 이해하고 이를 통해 방사선 암치료 효과를 크게 개선하고자 함. 이를 달성하기 위한 세부 목표로써 1) 종양 산성화와 방사선 치료 반응과의 관계 확립, 2) 종양 산성화에 기여하는 인자 탐색 및 기전 연구, 3) 종양 산성화 조절 인자들의 타 겟 치료와 방사선 치료 증진 효과 연구, 4) 종양 산성화 조절 인자들의 환자 치료 예후 연관성 분석을 목표로 함 ￭ 전체 내용 본 연구는 3년으로 구성되어 있고 연차별로 다음과 같은 연구 개발 내용으로 구성되어 있음. 1년차: 종양 산성화 조절에 따른 방사선 치료 반응 확인 및 기전 연구 - 종양 내/외 pH 변화에 의한 종양 성장과 사멸에 미치는 영향 확인 - 종양 산성화가 방사선 치료 반응에 미치는 영향 및 신호 전달 연구 - 방사선 치료 조건에서 저항성을 갖는 세포주 확보 2년차: 종양 산성화에 기여하는 인자 탐색 및 방사선 치료와 병행 요법 연구 - 방사선 치료 저항 관련 유전자 분석 및 산성화 기여 인자 탐색 - 종양 산성화 조절 인자 타겟 약물에 의한 방사선 치료 영향 확인 - 종양 산성화 조절 인자들의 방사선 치료 증진 기전 확인 3년차: 종양 산성화 조절 관련 동물 모델 및 임상 연구 모델 확립 - 종양 산성화 조절 연구를 위한 동물 모델 확립 - 종양 산성화 조절에 따른 방사선 치료 효과 동물모델에서 확인 - 환자 조직에서 종양 산성화 조절 인자들의 발현 및 예후 분석 □ 연구개발성과 본 연구를 통해 다음과 같은 결과물을 확인하였음. - 종양 pH/대사 조절 관련 hypoxia 조건에서 pH 조절자 발현 변화 및 타겟 영향 확인 - ER stress/autophagy 관련 신호 변화 확인ATM 저해제와 NHE1 저해제 병용 효과 확인 - 방사선 저항성 종양 세포주 확보 - 대사 조절 인자 탐색을 통해 PDK1이 방사선 감수성 증진 관련으로 확인 - GLUT1과 NHE1 발현간의 상호 관련성 확인 - 방사선 저항성 세포주 간암/유방암 확보. NGS 완료 후 데이터 분석 완료 - 방사선 저항성 세포주에 pH 조절자인 NHE1 억제에 의해 세포 사멸이 증가됨을 확인 - 방사선 저항성 획득 세포주에서 대사 조절자와 pH 조절자들의 발현 변화 확인 - 종양대사와 pH 조절자를 동시타겟할 경우 방사선 병용 증진 효과 확인 - 방사선 저항성 획득 세포주에서 X선 대비 양성자 효과 확인 - GLUT1 타겟에 의한 양성자 치료 증진 효과 확인 - MDA-MB-231 암세포주의 마우스 xenograft 모델 수립 및 적정 방사선 치료 선량 확인 - MDA-MB-231 암세포주의 마우스 xenograft 모델에서 방사선 치료에 따른 NHE1과 NF-kB 활성화 확인 - MDA-MB-231 암세포주 마우스 xenograft 모델에서 방사선 치료와 NHE1 억제제 병용 치료 효과 확인 - 난소암과 뇌암환자 조직에서 NHE1의 발현이 높은 환자의 경우 낮은 환자 대비 예후가 좋지 않음을 확인 □ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 현대 암치료는 유전체 분석 정보에 바탕한 정밀의학 기반의 환자 맞춤형 치료로 나아가고 있음. 정밀 의학시대에 다양한 유전자 정보와 생물학적 특성이 방사선 치료 분야에도 적용될 필요가 있고 환자 치료 예후에 크게 영향을 줄 것으로 기대됨. 본 연구는 종양미세환경에서 중요하지만 아직 연구가 미 흡한 종양 산성화 과정에 대한 심도깊은 연구를 통해 방사선 치료 반응과 관련된 바이오마커 개발을 목표로 하고 이를 통해 환자 맞춤형 방사선 치료가 가능하게하는 기반 기술을 확보하고자 함. 1. 과학기술적 측면 - 방사선 암치료 내성 관련 지식의 진보 - 종양 산성화 억제 약물 작용 기반 기술 확보 - 방사선 치료 예측 바이오마커 개발 - 바이오마커 기반 새로운 치료 프로토콜 개발 2. 산업경제적 측면 - 종양 산성화 억제 관련 신약 개발 가능 - 방사선 치료 예측 동반 진단 패널 개발 가능 - 방사선 치료 예측에 따른 보험 부담 감소 - 방사선 치료 효과 증진으로 환자 경제적 이득 (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 최창훈
• 주관연구기관 : 삼성서울병원
• 발행년도 : 20210600
• Keyword : 1. 방사선 치료;정밀 의학;종양 산성화;종양 대사;방사선 내성; 2. Radiation therapy;Precision medicine;Tumor acidosis;Tumor metabolism;Radiation resistance;

□ 연구개발 목표 및 내용 ○ 최종 목표 전자파의 생체시계교란 및 퇴행성 뇌질환 발병 연관성 기전 연구 ○ 전체 내용 1차년도 - 생체시계교란에 대한 전자파 역할 탐구 ▶ 송과체와 SCN의 분석을 통해 전자파가 생체시계를 조절하는데 중 추적 역할을 하는 표적 발굴 2차년도 - 생체시계신호전달 체계에 대한 전자파 작용 기전 탐구 ▶ 전자파에 의한 생체시계 교란이 SCN과 송과체의 신호전달 체계에 미치는 영향 확인 3차년도 - 전자파에 의한 생체시계교란과 퇴행성 뇌질환 발병 기전 연구 ▶ 알츠하이머 동물 모델과 전자파 생체시계교란 양상 비교 분석 및 장기 전자파 노출이 생체시계교란에 미치는 영향 평가 ○ 1단계 ● 목표 전자파의 생체시계교란 및 퇴행성 뇌질환 발병 연관성 기전 연구 ● 내용 전자파와 퇴행성 뇌질환 발병과의 인과 관계 평가 □ 연구개발성과 본 연구는 일주기 시계와 퇴행성 뇌 질환에 대한 무선 주파수 방사선 (RFR)의 효과를 평가하기 위해 수행 됨. 본 연구를 통해 RFR이 건강한 동물에서 SCN의 신경 전달 물질 및 생체 시계 유전자를 조절 가능성을 관찰함. 또한 알츠하이머병 동물 모델 인 5xFAD 마우스에서 뇌 기능을 조절할 수 있는 중요한 조절 인자인 장내 미생물 군과 대사체의 조성이 RFR에 의해 변화됨을 관찰함. 이러한 결과를 바탕으로, RFR이 퇴행성 뇌질환에 대한 치료 표적 후보가 될 수 있을 것으로 생각 함. 연구 3 년 동안 RFR 연구와 관련된 세 개의 SCI 논문이 제 1 저자로 출간 됨. □ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 전자파 노출이 일반 동물에서 생체시계의 교란을 가져 올 가능성에 대한 연구 결과는 전자파의 유해성으로 평가 될 수 있음. 하지만 퇴행성 뇌질환 모델에서 동물의 장내 미생물 군집 변화 및 대사체 변화를 유발하여 뇌질환 개선 효과를 기대할 수 있음. 본 연구 결과는 전자파와 장내 미생물 생체시계 연구 및 대사체 연구에 활용 될 수 있고 전자파 노출 조절을 통한 퇴행성 뇌질환 치료 방법 개발에 활용 할 수 있을 것으로 사료 됨. (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 김혜선
• 주관연구기관 : 아주대학교
• 발행년도 : 20210600
• Keyword : 1. 전자파;미생물;생체시계;퇴행성뇌질환;시상교차상핵; 2. Radiofrequenc electromagnetic radiation (RFR);microbacteria;Circadian clock;Neurodegerative disease;Suprachiasmatic nucleus(SCN);

□ 연구개발 목표 및 내용 ○ 최종 목표 일사량과 배지 수분 함량에 따른 급액 제어 시 급액 기준 설정 ○ 전체 내용 ○ 일사량 비례 급액 제어 시 누적 일사량 기준 설정 ○ 수분 센서를 이용한 급액 제어 시 배지 내 수분 함량 기준 설정 ○ 일사 비례 제어 시 일사량 기준 설정 및 배지 수분 함량 변화 분석 □ 연구개발성과 ○ 일사량 비례 급액 제어 시 딸기 수량은 증가시키면서 수분이용효율을 높일 수 있는 정밀 급액 방법이 필요 - 누적일사량이 100J·cm^-2일 때 급액량이 가장 많으며 생체중 및 건물중이 증가하였으나 수량은 처리별 차이가 없음 - 수분이용효율은 250J·cm^-2 처리구가 높았으나 딸기 생육이 불량 ○ 일사량 비례 제어와 FDR 센서를 이용한 복합 급액 제어는 기상환경 및 근권 환경을 고려하여 타이머 제어보다 더 효율적인 급액방법임 - 복합제어 급액 시 누적일사량 기준 100J·cm^-2일 때 생체중 및 건물중, 생육초기 엽병장,생육후기 엽병장, 엽장, 엽폭 등 생육이 우수하였으며 상품수량, 상품과율 등 품질 양호 ○ 누적일사량 기준 급액 제어 시 재배기간 내 동일 누적일사량 기준을 적용하는 것보다 생육단계에 따라 누적일사량 기준을 변경하는 것이 딸기 생육에 적정 - 생육단계별(200 → 150J·cm^-2) 처리구가 상품 수량 및 상품과율 우수 □ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 ○ 딸기 생육단계별 일사비례제어에 의한 생육 특성 및 배지수분 함량 변화(논문게재) ○ (기술적 측면) 일사 비례 급액 제어 시 일사량 기준을 설정하여 생육 관리에 필요한 자료 제공 ○ (경제적 산업적 측면) 고품질의 과실 생산으로 농가 소득 증진에 기여, 기상환경에 따른 딸기의 생육과 품질 특성을 구명하여 기후 변화에 대응 (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 김소희
• 주관연구기관 : 국립원예특작과학원
• 발행년도 : 20211200
• Keyword : 1. 딸기;급액관리;일사량;수분함량; 2. strawberry;irrigation management;solar radiation;water contents;

1. Research Purpose - Importance of Research Understanding radiation-induced defects and damage accumulation mechanisms in materials and the effects of material structure, displacement dose, and damage rate on the microstructural evolution of defects in irradiated materials is essential to ensure the operational safety on nuclear power plant (NPP), development of advanced nuclear power reactor technology. Various types of defects exist in materials that directly determine mechanical properties, electrical conductivity, diffusivity, or light emission. Identifying the generation and growth of these defects is an important task in the fields of nuclear power. For example, neutron irradiation causes collision displacement, transmutation and ionization effects in the nuclear design materials and changes its microstructure and properties. Neutron induced defects and damage degrades the mechanical properties, poses a severe threat to the structural integrity of the NPP components. Advanced nuclear technologies such as fusion reactor require high performance materials with remarkable radiation tolerance and high stability and strength. Also, one of the discussed challenges in nuclear power engineering is lifetime extension of NPP. The components of NPP such as reactor pressure vessels (RPV). Many spectroscopy techniques have been employed to inspect the material defects. High-resolution transmission electron microscopy (HR-TEM) has provided useful information regarding irradiation-induced voids and loops, they cannot capture defects on the atomic scale. Small-angle neutron scattering (SANS) and small-angle X-ray scattering (SAXS) disclose information about structural parameters such as porosity distribution in the range of 1–100 nm. (source : 1. Research Purpose 3p)

• 연구책임자 : 조규성
• 주관연구기관 : 한국과학기술원
• 발행년도 : 20211200
• Keyword :

□ 연구개발목표 및 내용 ○ 최종 목표 ○ 미래 원자력 조사기술 개발 ○ 조사특성 측정 및 평가기술 고도화 ○ 중성자 이용 첨단소재 조사특성 원천 기반기술 연구 ○ 전체 내용 ○ 미래 원자력 조사기술 개발 - 저온(100℃ 이하) 및 고온(최대 1000℃) 조사기술 개발 - 장주기(15 주기 이상) 조사기술 개발 - 미래원자력 재료/핵연료 조사기술 개발 ○ 조사특성 측정 및 평가기술 고도화 - LVDT 제작 및 핵연료 계장캡슐 개발 - 열/고속 중성자 측정용 계장센서 개발 - 고속/열중성자 조사량 정밀평가 기술 개발 - 조사온도 정밀평가 기술 개선 ○ 중성자 이용 첨단소재 조사특성 원천 기반기술 연구 - 방사화 첨단소재 조사특성 평가용 시설 구축 - 중성자 조사 전/후 물성 변화 연구용 측정 시스템 구축 - 중성자 조사를 통한 첨단소재 원천기술 평가 ○ 1단계 □ 목표 및 내용 ■ 1차년도 (2013년) • 저온 및 고온조건 조사기술 개발 - 저온(<100℃) 조사시험 캡슐 설계/장치 제작 - 고온(700∼900℃) 조사시험 캡슐(13M-01K) 설계, 제작 - 고온시험용 캡슐(13M-01K) 노내 조사시험(∼933℃ 도달) • 고속 및 열중성자 조사량 정밀평가 및 장주기 조사기술 개발 - 고속중성자 조사량 평가 정밀도 개선 - 장주기 조사 요소기술 개발 • 핵연료/재료 조사특성 측정용 핵심 계장기기 기술 개발 - LVDT 개발 및 핵연료 계장 및 캡슐설계 - 핵연료 특성평가(온도, 압력, 길이) 기술 분석 • 중성자 이용 첨단소재 원천기술 개발 기반기술 연구 - 첨단소재 조사특성 평가 요소기술 검토 - 첨단소재 중성자 조사특성 평가 ■ 2차년도 (2014년) • 저온 및 고온조건 조사기술 개발 - 저온(<100℃) 조사기술 노내 검증 - 고온(<1000℃) 조사캡슐 설계 및 계장기술 개발 • 고속 및 열중성자 조사량 정밀평가 및 장주기 조사기술 개발 - 고속중성자 조사량 평가기술 검증 및 열중성자 조사량 평가 기술 개발 - 장주기 조사기술 개발용 장치 설계/제작/노내시험(8주기) • 핵연료/재료 조사특성 측정용 핵심 계장기기 기술개발 - LVDT 장착 핵연료 계장캡슐 조사시험 - 핵연료 특성평가(온도, 압력, 길이) 기술 분석 • 중성자 이용 첨단소재 원천기술 개발 기반기술 연구 - 첨단소재 조사특성 평가용 실험실 공간 확보 - 첨단소재 중성자 조사특성 평가 ○ 2단계 □목표 및 내용 ■ 1차년도 (2015년) • 고온조건 조사기술 개발 - 고온시험용 모컵캡슐(14M-08K) 및 고온용 FM 설계/평가/제작 • 장주기 조사기술 개발 - 장주기(15주기 이상) 조사용 캡슐 및 제어시스템 노외 건전성 평가 • 미래 원전 재료/핵연료 조사기술 개발 - SFR 핵연료 조사시험 캡슐 설계 • 핵연료/재료 조사특성 측정용 핵심 계장기기 기술개발 - 열/고속 중성자 측정 계장센서 설계/제작 • 고속/열중성자 조사량 및 조사온도 정밀평가 기술 개발 - 조사공에 따른 중성자 조사량 특성 평가 - 조사온도 해석 및 측정 이력 평가 • 중성자 이용 첨단소재 원천기술 개발 기반기술 연구 - 방사화 첨단소재 조사특성 평가용 실험실 기반시설 구축 - 중성자 조사 후 물성 변화 연구용 측정 시스템 구축 - 중성자 조사용 반도체/초전도체 재료 물성 평가 ■ 2차년도 (2016년) • 고온조건 조사기술 개발 - 고온용 브레이징 기술 보완 및 유도가열 브레이징 기술 개발 - 고온조사 시험용 캡슐(15M-03K) 제작 • 장주기 조사기술 개발 - 장주기 캡슐 15주기 노외건전성 평가 및 제어시스템 하나로검증 • 미래 원전 재료/핵연료 조사기술 개발 - 핵융합로 재료(ARAA) 조사시험을 위한 캡슐(16M-02K) 재제작 • 핵연료/재료 조사특성 측정용 핵심 계장기기 기술개발 - 열/고속 중성자 측정 계장센서 노외시험 및 성능평가 - 고온 조사시험용 LVDT 노외시험 및 성능평가 • 고속/열중성자 조사량 및 조사온도 정밀평가 기술 개발 - 연소노심을 반영한 조사시험 이력 평가 시스템 개발 - 조사온도 정밀 해석 프로그램 개발 • 중성자 이용 첨단소재 원천기술 개발 기반기술 연구 - 방사화 첨단소재 조사특성 평가용 장비 구축 - 조사시험용 반도체/초전도체/강유전체 등의 첨단소재 제조 - 전자빔 및 중성자원을 이용 산화물반도체/초전도체/강유전체 조사 - 조사량 및 어닐링에 따른 첨단소재 물성 측정/평가 ■ 3차년도 (2017년) • 고온조건 조사기술 개발 - 고온용 캡슐(16M-03K) 설계 제작 및 고온 내구성 시험 - 조사시험 온도(∼933℃) 평가 및 부품의 건전성 평가 - 고온용 FM 제작 및 성능 평가 • 장주기 조사기술 개발 - 장주기 (15주기, 5dpa) 조사기술 검증 및 활용 • 미래 원전 재료/핵연료 조사기술 개발 - 핵융합로 재료(ARAA) 조사시험 수행 • 핵연료/재료 조사특성 측정용 핵심 계장기기 기술개발 - 열/고속 중성자 측정 계장센서 노외시험 및 성능평가 • 고속/열중성자 조사량 및 조사온도 정밀평가 기술 개발 - 고속/열중성자 조사량 측정결과를 통한 평가결과 비교 - 캡슐 설계 변수에 따른 온도 측정 결과 평가 • 중성자 이용 첨단소재 원천기술 개발 기반기술 연구 - 조사시험용 반도체/초전도체/강유전체 등의 첨단소재 제조 - 고속중성자/전자빔 이용 산화물반도체/초전도체/강유전체 조사 실험 - 첨단소재 산업화를 위한 방사선 조사 기술 신규과제 도출 □ 연구개발성과 1. 저온 및 고온 조건 조사기술 개발 가. 저온(<100℃) 조사시험 캡슐설계/장치제작 - 저온 조사시험 노외검증용 캡슐(11M-19K) 설계/제작 - 저온 조사시험용 캡슐 노외 건전성 및 성능 시험/분석 - 저온 조사시험용 캡슐(11M-20K) 안전성 검토 및 평가 나. 저온(<100℃) 조사기술 노내 검증 - 저온 조사시험 노내검증용 캡슐(11M-20K) 하나로 조사시험 수행 (수출용연구로 핵심재료 조사특성 database 확보 지원) - 저온 조사시험용 캡슐 내 시편 온도 설계조건 만족 확인 (최대 56℃) - 저온 조사시험용 캡슐 및 계장기술의 조사후 건전성 최종확인 다. 고온(<1000℃) 조사시험 캡슐 설계/제작/시험 - 고온 조사시험용 캡슐 설계/제작(13M-01K, 15M-03K) - 고온 조사시험용 캡슐(13M-01K) 이용 하나로 노내 조사시험(∼933℃), 계장기기 부품의 건전성 확인 - 고온 시험용 캡슐 설계/제작(16M-03K), 노외시험 및 내구성, 건전성 평가(온도∼1,000℃) - Furnace 이용 고온 시험용 캡슐 고온 내구성 시험(∼1,000℃) - 조사시험과 고온시험 분리 결과 평가 라. 고온(<1000℃) 계장기술 개발 - 고온 브레이징 기술 개발용 캡슐(14M-08K) 설계 제작 - 고온용 브레이징 기술 보완 및 유도가열 브레이징 기술 개발 - 고온조사 캡슐(13M-01K) 이용 고온조사 온도 평가 및 부품 건전성 확인 - 고온시험용 캡슐(16M-03K) 이용 계장품 고온 내구성 시험 - 고온용 FM 제작 및 성능 평가 2. 장주기 조사기술 개발 가. 장주기 조사 요소기술 개발 - 노외시험용 모컵캡슐(11M-19K) 활용 노외건전성 평가 - 캡슐 하단부 손상 분석을 통한 설계 개선 - 캡슐 관련시스템(제어시스템, 안내관, Junction Box)의 안전성 평가 나. 장주기(8주기) 조사기술 개발 - 3 dpa 장주기(8주기) 조사시험용 캡슐(11M-21K) 설계/제작/노내 조사시험 - 캡슐 조사 후 건전성 평가 다. 장주기(15주기) 조사기술 개발 - 캡슐 하단부 구조 건전성 분석을 통한 설계 최적화, 특허 등록 - 5 dpa 장주기(15주기) 캡슐 제작/노외시험 완료 및 조사시험 승인 - 연구로 핵심재료 수명말기까지 조사특성 database 확보 - 장주기 캡슐/제어시스템 건전성 평가 및 조사시험 안전심의 통과 3. 미래 원전 재료/핵연료 조사기술 개발 가. 미래원전용 기술개발 및 하나로 이용활성화 방안 수립 - 미래원전 이용자 기술 수요 조사 및 하나로 수행방안 검토 - 미래원전용 고 dpa(초장주기) 조사기술 개발현황 및 기술조건 검토 - 국내외 하나로 이용자 요구 및 이용 활성화 방안 검토 : 심포지움, 조사시험 전문가 회의, 이용자 전문교육, 해외 이용자 기술협력 수행 나. 미래 원자력 시스템 재료/핵연료 조사시험 - 핵융합로용 재료(ARAA) 캡슐 설계/제작/조사시험 (14M-04K, 16M-02K) - SFR 핵연료 하나로 조사시험 캡슐 설계/제작 (15F-02K) 4. 핵연료/재료 조사특성 측정용 핵심 계장기기 기술 개발 가. LVDT 제작 및 핵연료 계장 및 캡슐설계 - 변위측정용 국산 LVDT 제작 및 특허 등록 - 압력측정용 국산 LVDT 제작 및 특허 등록 - MI Cable Stripping 장치 특허 등록 및 유상 기술이전 나. LVDT 장착 핵연료 계장캡슐 조사시험 - LVDT 및 핵연료 이종용접 기술개발 - 압력/변형용 LVDT 장착 핵연료봉 설계 제작 - LVDT 노외 성능평가를 위한 계장캡슐 설계, 제작 노외 조사시험 기술개발 다. 열/고속 중성자 측정 계장센서 설계/제작 - 열 중성자 측정 계장센서(고순도 CVD Diamond) 설계 및 특허 등록 - 고속 중성자 측정 계장센서 설계 및 제작(열 중성자 변환 박막 포함) 라. 열/고속 중성자 측정 계장센서 노외시험 및 성능평가 - 고온 특성 시험 및 중성자 조사시험 (중성자발생장치, Cf²⁵²) - 열/고속 중성자 측정 계장센서 노외시험 - 열/고속 중성자 노외 측정시험 및 SPND 비교 데이터 분석 - 열/고속 중성자 검출기 특허 등록 (3건) 및 유상 기술이전 완료 - 열/고속 중성자 측정 계장센서 노내시험 준비 완료 5. 고속/열중성자 조사량 및 조사온도 정밀평가 기술 개발 가. 고속중성자 조사량 평가 정밀도 개선 - Fluence Monitor (F/M) 설계/제작/측정 및 조사량 평가 - 조사시험을 위한 다양한 운전변수 조건에서의 고속중성자속 해석 - F/M 이용 고속중성자 조사량 측정기술 신뢰도 개선방안 제시 나. 고속중성자 조사량 평가기술 검증 및 열중성자 조사량 평가 기술 개발 - 고속 및 열중성자 조사량 정밀 평가를 위한 해석 방법 개발 - 조사공별 고속중성자속 특성 및 정밀도 평가 다. 고속/열중성자 조사량 평가기술 개선 - 하나로 연소노심 모델을 반영한 MCNP 기반 해석 방법 개발 - 고속 및 열중성자 조사량 평가기술 확립 라. 조사온도 정밀평가 기술 개발 - 조사온도 해석 기술 개선 - 캡슐 설계에 따른 조사온도 평가 6. 중성자 이용 첨단소재 원천기술 개발 기반기술 연구 가. 중성자 이용 첨단소재 원천기술 개발 기반 구축 - 첨단소재 조사특성 평가를 위한 하나로 이용현황/시설/장비 관련 기반기술 검토 및 개선안 마련 - 방사화 시편 전용 물성측정 실험실 확보 및 기본시설 구축 - 조사 후 물성 변화 연구용 측정 시스템 구축 ; 온도-저항 시스템, 온도가변형 (80-773 K) Hall effect 측정 시스템, 4 point probe 시스템, 반도체 파라미터 분석기 등 나. 중성자 이용 첨단소재 원천기술 개발 기반기술 연구 - 첨단 소재[반도체(Si, Ge, InGaZnO, ZnSnO, ZnO), 초전도체(MgB₂, YBCO), 강유전체(P(VDF-TrFE))] 제조/특성 분석 - 중성자/전자빔/이온빔 등 조사 이용 첨단소재 특성 분석/평가/유수의 논문게재 (40여편) - 첨단소재 조사특성 분석/평가를 통한 물성향상 데이터 확보 - 초전도 소재 산업화를 위한 방사선 조사 기술 신규과제 도출 □ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 본 과제를 통해 개발되고 있는 기술을 포함하여 하나로 캡슐 조사시험 기술은 2021년 현재 30개 이상의 국가 주요 원자력 기술개발 과제들에서 필요한 조사시험 수행을 협의하고 있는 등 아래와 같이 상용로, 연구로, 미래원자로 등 ‘국가 주요 원자력 기술개발’에 매우 중요하게 활용되었거나 향후 활용될 예정이다. - 상용로 기술개선 (원자로 압력용기용 저합금강 개발 (KAERI)) - 상용 핵연로 기술개선 (사고저항성 강화 핵연료 피복관 (KAERI), 사고 저항성 강화 UN 핵연료 (RITS, 스웨덴), 하이브리드 핵연료 (KAERI), 경수로 핵연료 피복관 재료 database (대학 연합), Th-based 핵연료 (KAERI), 사용후 핵연료 피복관 건식저장 특성연구(KAERI), 3-D Printing 핵연료 집합체 연구 (KAERI)) - 미래형원자로 (VHTR) 기술개발 (노내 구조재료 개발 (KAERI), TRISO 핵연료 개발(KAERI), 수지 계통 재료 평가 (KAERI), SiC 복합체 평가 (KAERI)) - 미래형원자로 (SFR) 기술개발 (U-Zr-X 핵연료 개발 (KAERI), ODS 구조재 개발 (KAERI)) - 미래형원자로 (MSR) 기술개발 (LiF-ThF-Actinide Fuel in LiF/KF/NaF (SEABORG, 덴마크)) - 핵융합로 기술개발 (ARAA 재료 및 용접부 조사평가 (KAERI/KIMS), Li Oxide/Be alloys 연구 (QST, 일본)) - 연구로 기술개발 (U-Mo 신형 핵연료 개발 (KAERI), 노심재료(Be 코팅, KAERI), U₃Si₂ 핵연료 개발 (KAERI/ANSTO)) - 계장기기 기술개발 (상용로용 장수명 SPND 국산화 개발 (한수원 중앙연구소),열/고속 중성자 검출기 개발 ((주)다성기술), ENFMS 개발 (유저스(주)), Piezoelectric sensor (Ca/Na/Nb-O, KAERI)) - 동위원소 기술개발 (Fission Mo 기술 개발 (KAERI), Long-Term Fission C Target (KAERI)) - 동력로용 핵연료/제어봉 기술개발 (KAERI) - 첨단 소재 조사특성 기초연구 (반도체 (Si, Ge, SiC, ZnSnO), 초전도체, 강유전체 조사시험 (KAERI)) - 기타 기술개발 (상용로용 몰타르 조사특성 평가 (연세대, KAERI)) ○ 기대효과 - 미래형 원자로 개발에 필수적인 미래형 재료/핵연료 조사특성 설계자료 생산을 위한 조사시험 기술을 개발하여 향후 미래원자력시스템 실용화에 기여 - 조사특성 측정 및 평가기술 고도화를 이루어 재료/핵연료 조사 취화특성 자료생산을 통해 국내 가동 원전의 안전성 향상, 계속운전 및 원자력 수출(상용로, 연구로)에 기여 - 중성자 조사를 통한 첨단 소재 성능향상 원천기술 확보를 위한 기반을 마련함으로써 첨단소재 분야에서 세계적 경쟁력 확보 및 미래창조 산업 창출 기반 마련 (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 전병혁
• 주관연구기관 : 한국원자력연구원
• 발행년도 : 20210400
• Keyword : 1. 중성자 조사기술 고도화;미래형 원자로 조사기술;조사특성 측정 및 평가기술;첨단소재 조사기술; 2. Improvement of neutron irradiation technology;Irradiation technology of future nuclear energy;Measurement and evaluation technology for irradiation characteristic;Irradiation technology of advanced materials;