□ 연구개요 본 연구 과제는 나노 소재를 이용하여 저비용 고효율 방사선 신틸레이터를 제작하고 센서에 활용하고자 한다. 본 과제에서 다루는 소재는 피로브스카이트 양자점 소재와유기물로 이루어진 하이브리드 소재로 신틸레이터 합성, 소자 제작, 특성 측정 및 새로운 발광 메카니즘을 제사하고자 한다. □ 연구 목표대비 연구결과 ◦연구목표 1 : metal-halide 페로브스카이트 반도체 (CsPbX₃, X = Cl, Br, I) 기반 고감도 방사선 검출용 소재 성장 및 특성 확보 (목표 달성도: 100%) - 페로브스카이트 나노크리스탈 반도체 소재 성장 및 재현성 확보(hot injection 과 microwave를 이용한 소재 성장 기술 확보) - 페로브스카이트 나노크리스탈 광-특성 연구 결과 및 메카니즘 이해 ◦연구목표 2 : 고-분해능 방사선 imaging system을 위한 metal halide 페로브스카이트 반도체 기반 방사선 센서 제작 기술 개발 (목표 달성도: 100%) - 고감도 방사선 신틸레이터, 센서 제작 완료 및 특성 최적화 조건 확보 - 대면적 센서 제작 핵심 기술 확보 ◦연구목표 3 : 방사선에 의한 광-변환 메카니즘 및 물성 연구 (목표 달성도: 100%) - 방사선 센싱 메카니즘 이해 및 모델 제시 - 다양한 하이브리드 나노 신틸레이터 제작 및 센싱 메카니즘 이해 □ 연구발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) ◦ 새로운 방사선 검출용 metal-halide 페로브스카이트 (CsPbX₃, X=Br, I, Cl 등) 소재에 대한 합성 및 센서 소자 제작의 내용은 국제 경쟁력을 가진 원천기술로 의료용 방사선 센서의 획기적 성능 개선이 기대되며 본 연구를 통해 얻은 핵심 원천 기술을 산업체에 이전할 수 있을 것으로 기대함. ◦ 본 연구를 통해 얻은 원천 기술의 저작권은 국내외 특허 등록을 통해 확보. ◦ 차세대 방사선 센서의 적용을 위해 국내외 의료기관 및 비파괴 검사가 필요한 산업체와 기술료 징수 사업을 통한 추가적인 공동 연구를 수행하고 원천 기술을 확보에 활용. ◦ 방사선 검출용 나노 재료 합성/분석에 따른 기초 원천 기술 확보 및 응용 분야 확대. ◦ 나노 기술 및 새로운 방사선 센싱 원리를 이용한 소자 제작을 통해 고-에너지 센싱 소자 기술의 관련 산업체 이전 및 국제 경쟁력 강화. ◦ 고분해능 및 높은 검출 효율을 필요로 하는 의료용 및 보안용 방사선 센서에 적용하고 고부가가치 경제 창출 기여. ◦ 직접 검출형에 의한 방사선 기기의 부피 축소 및 사용 효율성 증가로 인해 원가 절감 및 국제 경쟁력 확보를 통한 방사선 기기 수출 증대에 기여. ◦ 새로운 방사선 센싱 및 영상 처리 기술 확보를 통해 관련된 NT 및 IT 산업에 기술 이전이 가능하고 새로운 산업 및 시장 창출 효과를 기대. (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 임현식
• 주관연구기관 : 동국대학교
• 발행년도 : 20210300
• Keyword : 1. 나노 소재;방사선;센서;신틸레이터;하이브리드; 2. nano Materials;radiation;sensor;scintillator;Hybrid;

□ 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);

□ 연구개요 근접장 복사열전달이란 방사체와 흡수체의 표면 사이의 거리가 열적 복사의 특성 파장 (상온에서 약 10 μm) 보다 작을 때 물체 사이의 복사열전달량이 매우 커지게 되는 현상을 말한다. 그동안 금속-유전체 다층구조 혹은 박막구조에 의해 지원되는 표면 플라즈몬 공명을 이용한 근접장 복사열전달 변화가 이론적, 실험적으로 규명되었다. 격자구조를 사용하면 다층구조 혹은 박막구조에서는 지원되지 않는 다른 공명조건을 이용하여 근접장 복사열전달을 제어할 수 있기 때문에 학술적 가치가 매우 높다. 그럼에도 불구하고 공정 및 나노거리 유지의 어려움으로 인해서 아직까지 실험적으로 규명되지 못했다. 본 연구는 격자구조를 이용한 근접장 복사열전달을 측정하는 것을 목적으로 한다. □ 연구 목표대비 연구결과 격자구조에 의한 근접장 복사열전달을 가장 잘 보여줄 수 있는 물질을 선정하기 위해 인 도핑 실리콘, 유리, 금 세가지 물질에 대한 복사 열전달 계산을 수행하였다. 인 도핑 실리콘이 다른 두 물질에 비해 근접장 복사열전달량이 클 뿐 아니라, 평판대 평판 복사열전달과 격자구조 대 평판 복사열전달의 차이가 크게 나타났기 때문에 실험 물질로 선정하였다. 격자구조를 제작하기 위해서 UV 사진 공정과 보쉬법의 심도 반응성 식각 공정을 이용했다. 제작된 격자구조를 평가하기 위해 주사전자 현미경을 이용하여 격자구조의 단면을 검사하였고 목표대로 공정된 것을 확인할 수 있었다. 격자구조 복사열전달 실험을 위해 격자구조, 히터, 거리센서를 포함하는 멤스 디바이스를 제작하였다. 방사체 파트 디바이스는 유리 기판으로 제작되었으며 금속 박막 히터를 포함하고 있다. 방사체 면은 정전용량의 전극 역할을 할 수 있기 때문에 거리센서로도 사용된다. 흡수체 파트는 격자구조를 제작하기 위해 실리콘 웨이퍼로 제작하였다. 흡수체 파트에는 거리를 측정하기 위한 네 개의 거리센서를 포함하고 있다. 격자구조 근접장 복사열전달 측정값을 이론값과 비교하였고 300 - 2500 nm 진공거리에서 격자구조에 의해 변화된 근접장 복사열전달을 성공적으로 측정할 수 있었다. □ 연구발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) 격자구조를 이용하면 마그네틱 폴라리톤, 가이드 모드 등을 이용하여 근접장 복사열 전달을 변화시킬 수 있으므로 이것의 물리학적 특성을 실증하는 것은 매우 중요하다. 본 연구진은 기 연구수행 경험을 바탕으로 거리에 따른 격자구조 근접장 복사열 전달을 측정을 성공할 수 있었다. 본 연구결과는 세계 최초로 격자구조를 이용한 근접장 복사열전달을 측정했다는 점에서 상당한 가치가 있다. 근접장 복사 열전달의 가장 유망한 응용분야인 근접장 열광전지는 방사체와 열광전지 셀 사이의 복사 열전달을 이용하여 전기를 생산하는 장치다. 격자구조를 도입하면 추가적인 물리적 특성을 이용할 수 있기 때문에 장치의 효율을 더욱 향상 시킬 수 있다는 점이 이론적으로 보고된 바 있다. 따라서 본 연구에서 실증한 격자구조 복사열전달은 고성능 근접장 열광전지 제작에 응용될 수 있을 것으로 기대된다. (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 이승섭
• 주관연구기관 : 한국과학기술원
• 발행년도 : 20210300
• Keyword : 1. 근접장 복사열전달;격자구조; 2. Near-field radiation;Grating structure;

1. Research Purpose During the normal operation of the nuclear power plant, several different corrosion products such as Co, Ni, Fe ions can be produced owing to the normal degradation of the structural materials. The build-up of these corrosion species beyond a certain limit can not only deteriorate the coolant performance also can reduce the thermal conductivity of the fuel cladding. These corrosion products after irradiation and becoming radioactive can cause high radiation levels which may contribute to the radiation doses of the radiation workers during the routine maintenance work. In order to overcome the issue of these corrosion products, an ion exchanger system is used to continuously remove unwanted ionic or non-ionic species from the coolant by utilizing the ion exchange resins. The synthetic ion exchange (IEX) resins are made of polystyrene cross-linked with divinyl benzene. Some of the major applications of IEX resins in the nuclear industry include primary water coolant purification, fuel storage pond water treatment, drainage water treatments. However, the use of ion exchange resin also has a number of immobilization issues as follows. (source : 1. Research Purpose 3p)

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

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 :

연구개발 목표 ※ 고온 및 복사 등 열적 안정성을 가지고 핵폐기물을 고정시키는 호스트로 사용 가능한 산화물 기반 세라믹 물질 개발 및 Matrix에 존재하는 벌크 및 원소의 물리적/화학적 특성에 대한 전리 방사(ionizing radiations)의 효과의 이해 ※ 현재 핵폐기물을 고정시키기 위해 사용되는 붕규산계 (Borosilicate) 유리는 불안정한 상태로 여겨짐. 그에 비해 열적 안정성을 가지고 있는 황록석 (pyrochlore) 및 회티탄석(perovskite) 등 세라믹 기반의 호스트는 핵폐기물을 고정하는데 우수한 대안으로 제안됨 ※ 본 프로젝트의 목적은 2가지로 정의함. (1) 고온 및 복사 등 열적 안정성을 가지고 핵폐기물을 고정시키는 호스트로 사용 가능한 황록석 및 회티탄석과 같은 산화물 기반 세라믹 물질 개발, (2) Matrix에 존재하는 벌크 및 원소의 물리적/화학적 특성에 대한 전리 방사(ionizing radiations)의 효과를 이해하기 위한 연구의 수행임 연구개발 내용 ※ 효율적인 방법으로 질량 감쇠 계수를 찾기 위해 Beer-Lambert의 법칙을 논의하고 질량 밀도 (ρm), 면적 밀도 (λ), 질량 흡수 계수 (μa) 및 산란계수 (μs) 와 같은 관련 용어도 다룸. ※ 가시광의 경우 전자파 (예: X 선, 음파 및 감쇠될 수 있는 다른 빔)에 대해 질량 감쇠 계수를 특성화하는 방법. ※ 첫 번째는 perovskite (ABO₃), pyrochlore (A₂B₂O₇) 또는 spinel (AB2O4)와 같이 적어도 두 개의 도핑 사이트가 있는 일련의 산화물 기반 호스트 시스템을 준비하고, minor 및 major 악티늄, 핵분열 대용물 및 활성화 생성물 등을 도핑하여 각 원소의 위상 용해도를 결정함. ※ 고준위 핵 폐기물 고정을 위한 세라믹 형태가 EPR에 의해 연구될 것이며, 원자 단위 구조의 이해 및 γ선 노출로 인한 방사선 분해의 징후 검출. ※ 종 분화에 대한 조사의 영향 연구: 열 특성, 침출 속도 등이 상세히 연구될 것임. 핵심 주제는 특정 세라믹 호스트와 그것의 핵폐기물 고정에 있어서의 활용성에 관한 세부적 지식기반을 구축. 활용계획 및 기대효과 (응용분야 및 활용범위 포함) v 복합 재료 부피의 질량 감쇠 계수 (μ/ρ)와 빛, 입자 또는 기타 종류의 에너지 또는 물질이 어떻게 쉽게 침투하는지에 대한 자세한 이론적 및 계산적 논의. v 핵폐기물에 존재할 것으로 예상되는 다양한 금속 이온의 분화에 대한 방사선의 영향이 확립될 것으로 기대됨 v 본 프로젝트를 통해 연구되는 세라믹 핵폐기물의 열역학적 및 방사성 안정성에 관한 전문적인 지식이 확립 될 것으로 기대됨 ※ 준비된 도핑 세라믹의 경우 μ/ρ, 유효 원자 번호 (Z_eff), 유효 전자 밀도 (N_eff), 반값 층 (HVL), 10 번째 값 층 (TVL), 평균 자유 경로 (MFP), 총 원자 교차-단면, 총 전자 단면 (ECS), 노출 축적 계수 (EBF), 에너지 흡수 축적 계수 (EABF)는 감마선, 빠른 중성자 및 열 중성자 차폐 효율을 탐색하기 위한 열 중성자 감쇠 특성을 포함하여 0.015-15 MeV 광자 에너지 범위에서 평가. v 여기서 얻어진 정보를 기반으로, 열 및 방사 안정 매트릭스의 추가 개발이 제안될 수 있음 (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : SINGHVIJAY
• 주관연구기관 : 건국대학교
• 발행년도 : 20210600
• Keyword : 1. 핵 폐기물;세라믹;방사선 데미지;전리방사;방사능 안정성;파이로클로어;고정화 기술;전자 상자성 공명; 2. Nuclear Waste;Ceramics;Radiation Damage;Ionizing Radiation;Radioactive stability;Pyrochlores;Immobilization technology;EPR;

원자력 전문인력 역량개발 과제 산학연 연계 원자력전문교육 사업에서는 국가 원자력사업에서 필요한 인력을 양성하기 위해 KAERI 강점기술과 기관 특성에 기반한 교육과정을 개발 운영하고 있다. 원자력 산업체 요원을 주 대상으로 하는 원자력전문교육 과정으로서 사용후핵연료 저장 및 처분 교육, 액체금속 여름학교, 글로벌 인턴십 원자력 기초 교육, 방사성 폐기물 핵종 분석 등의 신규교육훈련 프로그램을 개발 및 운영하였다. 차세대 원자력 리더를 양성하기 위한 학·연 협동교육은 원자력 전공의 대학생 및 대학원을 대상으로 이론과 함께 연구원의 실험·실습 장비를 활용하여 학교의 교육과는 차별화된 실험실습 과정을 개발하고 운영하였다. 원자력 연구개발 요원 대상으로는 전문교육, 법정교육 과정을 실시하였으며, 대국민 차원에서 원자력에 대한 올바른 지식과 정보를 공유하고 이에 관해서 이해를 높이기 위해 공공기관, 중등교사, 학생을 대상으로 원자력 이해증진 과정을 운영하였다. 이외에 본 과제에서는 연수원동 강의시설 및 실험실을 운영하고 있으며 연수원동 강의실과 교육시설을 개선하였다. 본 사업을 종합한 결과 2021년도에는 22종의 교재를 신규 개발하고 4개 과정을 신규 개발하는 등 총 34개 과정을 운영하였다. 산업체 대상 교육과정 912명, 학연협동과정 109명, 원자력이해증진 과정 56명, 연구 요원 교육과정 365명 등 총 1,442명이 교육훈련과정에 참여하였다. 2015년부터 학연 협력을 통해 기존의 대학생 현장실습 프로그램을 강화한 인턴십을 통해 올해에는 52명을 훈련하고 학연협동 석·박사학위 과정 운영을 통해 신규로 27명을 선발하고 석사 20명 박사 7명을 배출하였다. (출처 : 서지정보양식 291p)

• 연구책임자 : 신진명
• 주관연구기관 : 한국원자력연구원
• 발행년도 : 20211200
• Keyword : 1. 원자력교육훈련;인력양성;원자력산업;방사선;실험실습;학연협동;원자력이해증진; 2. Nuclear education and training;Manpower training;Nuclear industry;Radiation;Experiment and practice;Training course for university students;Understanding of nuclear energy;

본 과제는 ①‘미래원자력기술 발전전략’ 관련 원자력 협력 전략수립 및 신규협력 분야 모색 강화, ②한국원자력기술 해외진출 지원을 위한 국제협력 중점 추진, ③국제사회 내 아국의 기술 우수성 및 위상 강화 활동 지속 수행, ④국제협력 활동의 전략성 강화의 네 가지 세부목표를 중심으로 원자력 협력활동이 전략적으로 수행되었으며 다음의 성과를 거두었다. 먼저 (i)원자력기술과의 융합 기술개발 국제협력 활동 계획을 수립 및 이행하였으며 (ii)국내 원자력 국제협력 네트워크를 활용하여 국가 원자력 R&D 정책과 일치하는 협력전략을 수립하는 등 전략을 고도화하였다. 또한, (iii)수출 유망기술의 해외 진출활동을 지원하기 위해 연구로, 중소형원전 등 수출 유망기술의 국제협력을 추진하였고, (iv)정부 간 다자, 양자협력 채널에 수출 유망기술의 기술의제 참여 확대, (v)아국 수출 유망기술의 국제수요 파악 및 원전시장 진출 유망지역에 대한 협력을 강화하였다. 국제사회에서의 아국의 위상 강화를 위해 (vi)국제기구가 개최하는 각종 위원회, 기술회의, 자문회의 참여를 확대하였으며, (vii)원자력 국제행사 한국 개최를 확대하였다. 더불어 현 원자력정책 기조를 반영한 국제협력 활동의 전략성을 강화하기 위해 (viii) 다자, 양자별 협력현황 점검 및 대상별 협력 분야와 신정책과의 부합성을 검토하였으며, (ix)국제협력 전략에 입각한 정부간 양자공동위, 국제기구, 다자협의체 정책회의에 지속 참여 및 (x)주요 원자력 국가와의 국제협력 전략지도를 작성하였다. (출처 : 보고서 요약서 3p)

• 연구책임자 : 정서영
• 주관연구기관 : 한국원자력협력재단
• 발행년도 : 20210100
• Keyword : 1. 미래원자력;국제협력;해외진출;융합;국제위상; 2. Future nuclear;International Cooperation;Export abroad;Convergence;Leading Position;

비공개항목입니다.

• 연구책임자 : 이상민
• 주관연구기관 : 경북대학교
• 발행년도 : 20210600
• Keyword : 1. 쇼그렌증후군;타액선;방사선치료;당단백질; 2. Sjogrens syndrome;Salivary gland;Radiation therapy;Aquaporin 5;O-GlcNAc;

비공개항목입니다.

• 연구책임자 : 주상규
• 주관연구기관 : 삼성서울병원
• 발행년도 : 20210600
• Keyword : 1. 불균질 밀도 보정;환자 맞춤형 선량 측정 팬톰;방사선량 예측;방사선량 검증;세기변조 방사선 치료; 2. Heterogeneity correction;Patient-specific dosimetric phantom;radiation dose prediction;dosimetric quality assurance;intensity modulated radiation therapy;