□ 연구개요 이 연구는 전사 활성에 의한 유전체불안정성이 증가되는 현상을 기작적으로 이해하는려는 노력임. 최근 Topoisomerase IIβ (TOP2B)의 효소기작이 스트레스에 의해 발현되는 다양한 유전자들의 (이후: 스트레스 유전자) 전사 활성과 더불어 요구되는 것이 알려지게 됨. 따라서 인간의 세포내에서 전사 활성에 동반하는 TOP2B의 활성 및 DNA와의 결합을 조절하는 기작을 밝히기 위해 노력했음. □ 연구 목표대비 연구결과 본 연구를 통하여 우리는 TOP2B ubiquitination을 확인하고 BRCA1-BARD1-TOP2B 상호작용의 기능적 분석을 목표하였음. 세부적으로 1. His-tagged 재조합 단백질을 클로닝하고 세균에서 발현, 정제하기를 계획하였었음. 우리는 BARD1과 TOP2B, 또한 BRCA1 단백질 및 BRCA1 S1524A, S1524D 돌연변이를 정제할 수 있었음. 2. TOP2B C-terminal domain truncated protein 정제할 수 있었음. 3. 가장 중요한 목표로서 우리는 in vitro ubiquitination 실험을 통하여 BRCA1-BARD1 결합체가 TOP2B를 ubiquitination 하는지, 또한 어떤 부분에 ubiquitination이 일어나는지를 밝히기를 목표하였었음. 이 연구 기간을 통하여 우리는 BRCA1-BARD1 결합체가 TOP2B를 ubiquitination하는 것을 보일 수 있었음. 특히 TOP2B 1-566 amino acids에서 ubiquitination이 일어나는 것을 확인할 수 있었음. 하지만 C-terminal domain을 cloning 하는 것을 실패하여 이 부분에도 ubiquitination이 일어나는 지에 대한 검증까지 하지는 못했음. 흥미있게도 BRCA1 S1524A이 WT이나 S1524D보다 월등한 TOP2B ubiquitination을 매개하는 것을 증명할 수 있었음. 4. 우리는 BRCA1 S1524 인산화가 TOP2B의 유전자 부착과 TOP2B ubiquitination에 어떤 영향을 주는 지는 HEK293 세포에서 Immobilized template assay 와 Western blot 등의 방법으로 확인하고자 하였음. 이에 따라 정제된 WT, S1524A, S1524D 돌연변이와 HeLa nuclear extracts, EGR1 유전자 DNA를 가지고 실험함에 의해서 S1524A를 첨가하였을 때 TOP2B의 EGR1 부착이 가장 증가함을 보일 수 있었음. 이 결과는 S1524A 돌연변이가 TOP2B ubiquitination을 활성화시키는 것과 연관시켰을 때 TOP2B ubiquitination이 DNA에 부착을 증가시킨다는 것을 제시할 수 있음. 또한 Caffeine과 ATM 등의 화학적 저해제를 사용하였을 때 BRCA1의 인산화가 저해되는 것을 보였음. 하지만 BRCA1 인산화와 TOP2B DNA 부착사이의 직접적인 결과를 확인하지 못하였고 아직 시도하는 중임. □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) 본 연구를 통하여 다양한 스트레스에 의해 유도되는 유전자들의 전사 활성에 동반하는 TOP2B에 의한 DNA 절단이 복구되는 기작을 이해하는 중요한 요소들을 제공하게 되었음. 우리는 선행 연구에서 BRCA1의 활성화 (인산화)가 대표적인 스트레스 유전자인 EGR1, JUN, FOS, MYC 등의 유전자들에서 일어나며, BARD1-TOP2B 상호작용이 BRCA1 인산화에 의해 조절된다는 것을 발견함, 결국, BRCA1-BARD1이 TOP2B의 EGR1 프로모터 부착을 조절하는 것으로 보였는데, 본 연구를 통하여 BRCA1-BARD1이 TOP2B에 의한 E3 ligase이며 TOP2B DNA 부착에 조절을 한다는 것을 밝힘. 이러한 이해는 전사의 조절, 나아가 유전자 발현의 조절과 전사와 동반된 유전체 불안정성을 이해하는데 중요할 것으로 생각됨. 본 연구실에서 최초로 발견된 전사효소 프로모터 부위 멈춤 풀림에 동반한 TOP2B에 기인한 DNA 절단과 복구 시그널링을 계속적으로 이해하여 이 분야를 선도하는 꼭 필요하고 중요한 연구로 더 발전시켜 나갈 수 있을 것이라 여겨짐. (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 번치 희연
• 주관연구기관 : 경북대학교
• 발행년도 : 20210600
• Keyword : 1. 전사조절;유전자발현;전사와 동반된 유전체불안정성; 2. Transcriptional regulation;Gene regulation;Topoisomerase IIb;Transcription-co upled genomic instability;BRCA1-BARD1;

연구개요 · Boron nitride nanotube (BNNT)의 내·외부에 수소를 저장/흡착시킨 Radiation shielding exotic materials (RSEM)의 개발 및 고분자 수지와 복합화한 섬유기반 방사선 차폐소재를 개발 하고자 함. 최종적으로 제조된 섬유기반 방사선 차폐소재 복합재료 표면에 방사선 차폐금속을 코팅하여 X선, 감마선, 중성자에 대한 total 차단성을 가지면서 방사선 차폐 효율을 극대화 시킨 웨어러블 방사선 차폐용 복합소재를 개발 하고자 함. · 연구 개발 목표치: 중성자 차폐성(Absorption Coefficient):≥1.7 mm^-1, BNNT 수소 함유량: ≥4.5 wt%, 인장강도: ≥10 MPa (LDPE 기준) 연구 목표대비 연구결과 · end-tip 오픈구조를 갖는 O-BNNT표면에 Ni-V 이종금속 thin layer를 표면에 형성한 후 1bar하에서 수소충진 실험을 진행하여 약 4.61%의 수소함유율을 갖는 H-rich BNNT 하이브리드 소재를 개발함. (연구 개발 목표→수소함유량 >4.5 wt%) · 용융전기방사공정을 통해 BNNT-g-PE 또는 BNNT;Ni-V가 모제인 LDPE 중량비 대비 10 wt%의 고함량으로 충진된 PE 복합소재 나노섬유매트를 제작하는 공정을 확보하였으며 Raw LDPE 나노섬유 매트와 비교하여 약 57%향상된 26.7 MPa의 인장강도를 갖는 BNNT;Ni-V/LDPE 복합소재 나노섬유매트를 개발함. (연구개발 목표→인자강도: > 10 MPa) · 용융전기방사공정을 통해 BNNT;Ni-V/LDPE 복합소재 나노섬유 매트를 제작 하였으며 해당 소재의 열중성자 차폐특성 확인 결과 약 0.9 mm^-1의 열중성자 감쇠계수 값을 갖는 방사선 차폐소재를 개발함. 또한 압축공정을 통해 1.57mm^-1의 열중성자 감쇠 계수값을 갖는 BNNT;Ni-V-g-PE/LDPE 필름를 개발함. (연구개발 목표→중성자 차폐성: > 1.7 mm^-1) 연구발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성) · 본 과제에서 개발하고자 하는 “Total solution형 웨어러블 방사선 차폐용 복합 소재” 는 원천 특허 및 기술 확보의 가능성이 매우 큰 신규 소재로 지속적 발전 및 활용이 필요한 원자력 발전에 대한 두려움과 거부감을 해소할 수 있는 안정성을 확보하고 유사시 즉각적으로 국민을 보호할 수 있는 개인 방사선 방호복 및 텐트를 제공할 수 있는 제품의 제조에 관한 핵심 기술을 제공할 것으로 기대됨. · BNNT기반의 RSEM 제조 및 이를 이용한 방사선 차폐용 섬유 기반 복합소재를 개발하고자 하는 연구는 현재 시작 단계로서 소재 제조 및 응용에 관한 원천기술의 확보가 용이하여 본 연구를 통해 방사선 차폐 소재 분야에서 새로운 연구의 패러다임을 이끌어 갈수 있는 기술을 선점할 수 있을 것으로 기대됨. · 또한, 개발된 웨어러블 방사선 차폐 고분자 복합소재는 다가오는 우주시대의 가장 큰 문제점인 우주 방사선인 중성자와 이차중성자를 효과적으로 차폐할 수 있어서 우주·항공 소재 분야에서 소재 관련 핵심 기술을 확보하여 기술적 우위를 선점할 수 있을 것으로 고려되며 이를 통해 우주 강국으로서 국가적 위상을 높일 수 있을 것으로 기대됨. (출처 : 요약문 2p);

• 연구책임자 : 박옥경
• 주관연구기관 : 전북대학교
• 발행년도 : 20210300
• Keyword : 1. 방사선 차폐;폴리에틸렌 섬유;보론나이트라이드 나노튜브;복합소재;직물소재; 2. Radiation shielding;Polyethylene fiber;Boron nitride nanotube;Composite materials;Fabric materials;

□ 연구개요 • 표적항암 치료는 화학적 치료요법에 주요한 방법으로 사용되고 있지만, 수술이 불가능한 조기 폐암 환자의 치료에 주요한 방법인 방사선 치료에는 맞춤형 치료 방법이 적용된 사례가 없음. • 이를 위하여 조기 폐암으로 진단된 (2기 폐암 환자) 234명 중 수술이 불가능하여 방사선 치료를 받은 99명의 환자를 치료 반응성을 보인 환자와 그렇지 않은 그룹으로 분류하였음. 또한 99명의 환자로부터 얻은 폐암 조직을 이용하여 Targeted NGS를 수행하여 KEAP1/NFE2L2 유전자 돌연변이가 방사선 저항성에 주요한 인자 일 수 있다는 배경 데이터를 바탕으로 해당 과제를 수행하였음. • KEAP1/NFE2L2 기작과 방사선 저항성 여부의 직접적 관련성을 연구하고자, 세포 생물학, RNA-Seq 및 생물정보학적 분석 방법을 동원하여 연구를 수행하였고, 궁극적으로 KEAP1/NFE2L2의 항산화 기작이 저항성의 주요한 인자이며 또한 해당 저항성의 극복 방안을 모색하였음. □ 연구 목표대비 연구결과 • 본 연구는 1차적으로 KEAP1/NFE2L2의 기작이 방사선 저항성에 직접적인 인자인지를 밝히고 이에 더하여 해당 기작에 근간한 방사선 저항성을 극복 할 수 있는 방안을 제시하고 증명 할 수 있는 연구방법을 제시하고 연구하였음. • 상기 내용을 증명하고자 세포생물학 방법을 이용하여 KEAP1 및 NFE2L2 유전자를 CRISPR Knock-out 시킨 폐암 세포주에 환자유래 KEAP1 혹은 NFE2L2 유전자 돌연변이를 Reconstitution 시켰음. 이를 이용하여 Western blot analysis, qRT-PCR 및 RNA-Seq을 이용하여 NFE2L2 downstream target 유전자들을 조사하였고, Ionizing radiation 혹은 과산화수소를 treat한 세포주를 Cell survival assay 및 clonogenic assay등을 이용하여 KEAP1 돌연변이의 activity를 측정하였음. 또한 다양한 생화학 방법을 동원하였음. 상기의 연구 방법들을 종합적으로 분석한 결과와 해당 환자를 방사선 치료 후 예후별로 분류하고, 인과관계를 조사하였음. 그 결과 KEAP1-NFE2L2 기전이 방사선 저항성의 주요한 인자임을 밝힘. • KEAP1/NFE2L2 의존적 방사선 저항성 암 세포 극복방안을 연구하고자 기존에 연구되어지고 있는 다양한 화학 항암제를 실험하였고, 그 결과 Glutamine metabolism 저해제인 CB839 이 KEAP1유전자 근간 방사선 저항성 극복에 주요한 역할을 할 수 있다는 결과를 얻음. □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) • 연구 개발 성과: 제시된 연구결과를 바탕으로 본 연구진은 세계최초로 표적화된 항암 치료 개념을 확립하였음. 즉, 화학적 요법의 전유물로 여겨졌던 표적 항암치료개념이 방사선 치료에도 적용 될 수 있다는 생물학적 / 의학적 / 임상학적 근간을 최초로 제시함. • 기대효과 및 활용 계획: 전술한 바와 같이, 해당 연구결과를 통하여 방사선 치료환자의 유전자 돌연변이 검사를 선행하여 효과를 치료 효율을 극대화 시킬 수 있을 뿐만 아니라, 해당 개념을 폐암이 아닌 다른 종류 암종으로 확대 적용하여 다른 암종의 방사선 치료저항성 근간 돌연변이를 발굴 하는 연구에 대한 기반을 제시하였음. 뿐만 아니라 KEAP1/NFE2L2 유전자 돌연변이를 가진 환자에 방사선 치료를 실행하고자 할 때, CB-839과 같은 화학요법을 병행하여 효과를 증 시킬 수 있다는 임상학적 활용이 예상됨. (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 전영준
• 주관연구기관 : 성균관대학교
• 발행년도 : 20210600
• Keyword : 1. 폐암 맞춤형 치료;방사선 저항성;항산화 기작;암 생물학;생물정보학; 2. Lung cancer precision medicine;Radiation resistance;Anti-oxidant pathway;Cancer Biology;Bioinformatics;

□ 연구내용 ○ (실용화기술 개발) 지역산업 연계 원전해체 핵심기반 기술 실용화 - 핵심기반기술 중 지역산업과 연계된 제염, 절단, 폐기물 처리의 실용화 기술 개발 - 국제 경쟁력 확보를 위한 지역내 산업체 참여를 통한 기술이전 및 실용화 기술 개발 - 향후 해체시장해체산업 기술 고도화 지원의 허브 역할 ○ (기업 기술지원) 원전해체 중소기업 기술고도화 지원 및 육성 - 원전해체 기술분야별 기업수요 맞춤형 기술지원 및 육성 - 원전해체 핵심기술 및 실용화 기술 검증을 위한 실증 시설, 장비 등을 활용한 시험·분석 지원 □ 연구개발 성과 ○ 정성적 성과 - 전문인력이 부족한 중소업체의 원전해체 관련 기술력 확보 및 R&D역량 강화 - 기술 경쟁력 향상으로 인한 부품 국산화와 국외 수출을 통한 동남지역 부품소재 산업의 국제 경쟁력 제고 ○ 정량적 성과 □ 기술적 우수성 ○ 환경오염물질 저감 및 제거 기술 - 에너지 생산 및 제조 공정에서 배출되는 배기가스 및 폐수 중에 포함된 환경오염물질을 제거, 저감 및 폐기하는 기술 ○ 극한로봇 솔루션기술 - 사람이 작업하기 어려운 제조환경이나 조작하기 어려운 물체를 핸들링하기 위한 기술 ○ 안전보호 제품화 및 소비재 안전보장기술 - 미래산업현장의 위험요소로부터 인력을 보호하는 제품을 제조하고, 유통 및 사용환경에서 소비재와 소비자를 보호하는 기술 □ 성과활용 계획 ○ 산업적 성과 - 전문가 신속연계 지원을 통한 현장애로기술 해결 - 공동장비의 활용으로 수익성 제고 및 실용화 기술과제의 발굴, 민간수탁과제 활성화 - 고부가가치 창출형 글로벌 기업으로의 체질 개선 ○ 기술적 성과 - 전문인력이 부족한 중소업체의 원전해체 관련 기술력 확보 및 R&D역량 강화 - 기술 경쟁력 향상으로 인한 부품 국산화와 국외 수출을 통한 동남지역 부품소재 산업의 국제 경쟁력 제고 - 원전해체 기술 고도화를 통하여 신성장동력산업 육성 기여 (출처 : 요약서 4p)

• 연구책임자 : 남대근
• 주관연구기관 : 한국생산기술연구원
• 발행년도 : 20211200
• Keyword : 1. 원전해체;원전산업;제염;절단;폐기물 처리; 2. Nuclear Decommissioning;Nuclear Industry;Decontamination;Cutting;Waste Treatment;

비공개항목입니다.

• 연구책임자 : 강희석
• 주관연구기관 : 한국원자력연구원
• 발행년도 : 20210600
• Keyword : 1. 국제핵융합실험로;연료 주기;감손 우라늄;수소동위원소;저장 공급;열량계;용기;핵융합; 2. ITER;Fusion Fuel;DU;Hydrogen Isotopes;Storage Delivery;Calorimetry;Bed;Nuclear Fusion;

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;

○ 인프라 구축환경·추진여건 및 국내외 사례분석 - 지역 환경 및 입지분석, 상위 관련 계획·정책 분석 등 - 한국원자력(연)의 지역 인프라(정읍 첨단방사선연구소,, 경주 양성자과학연구단, 기장 신형연구용 원자로) 구축사례 및 해외(JAEA, CEA)의 원자력 지역 캠퍼스 현황 분석 ○ 인프라 구축계획(안) 수립 - 사업기간 / 총 사업비 : 2021∼2025(5년) / 3,224억원(부지매입비 제외) - 사업부지 : 경상북도 경주시 감포읍 나정리·대본리 일원(1,143,773㎡) - 사업내용 : 인프라 시설(17개) 및 장비 구축 *연구기반시설(8개), 연구 지원시설(6개), 지역연계시설(3개), 연구 장비(컴퓨팅 인프라, 스마트 팹, 폐기물 처리 및 핵종분석 장치 등) ○ 인프라 단지 운영방안 - 비전 : 미래 원자력시장을 개척(First Mover)하는 「혁신원자력기술의 메카」 - 핵심 기능 : 시장지향형 소형원자력시스템(SMR) 개발·실증, 신 개념(4차 산업혁명기술) 이용 안전연구, 지역연계 원자력기술 산업화 촉진 - 인력운영계획 : 2030년까지 500명 인력 확보(경영지원 인력 100명, 연구인력 400명) ○ 인프라 구축의 경제성 분석 - 총 비용(a) : 총 27,982.2억원, ‘19년 현가 15,090.2억원 - 총 편익(b) : 총 51,529.1억원, ‘21년 현가 17,418.6억원 - B/C((현가기준, b/a) : 1.154 (순 현가 2,328.4억원) ○ 정책효과 분석 - 일자리 효과(사업수행단계 5,231명, 사업운영단계 10,091명, 간접효과 1,830명) - 지역생활여건 개선 등 : 지역소비 증대, 지역주민과의 공동체 정착 등 (출처 : 서지정보양식 311p)

• 연구책임자 : 원병출
• 주관연구기관 : 한국원자력연구원
• 발행년도 : 20210100
• Keyword : 1. 소형원자로;혁신원자력;감포연구단지;비용편익분석;예비타당성조사;연구단지;경제성;감포; 2. SMR;Innovative Nuclear;Nuclear R&D Complex;B/C Ratio;Gampo;

□ 연구개발 목표 및 내용 ○ 최종 목표 미세먼지 확률론적 예측 모형과 광 투과율 모델을 이용한 미세먼지의 농작물 생산피해 예측 및 세척기술 개발과, 시설작물 경영분석 연구를 통한 미세먼지 발생피해 평가기술 개발 ○ 전체 내용 ○ WRF-Chem을 이용한 고해상도 미세먼지 모의 시스템 구축 및 지역별, 계절별 미세먼지 예측 모형 개발 ○ 광 투과 실험 및 미세먼지 재현을 위한 실험용 상사법칙 개발과 투과성 재료의 특성 구명을 통한 미세먼지 농도에 따른 시설온실 표면에 대한 영향의 실증적 구명 ○ 시설온실 피복재 및 미세먼지 농도에 따른 작물의 생리적 특성 및 품질 특성구명을 위해, 미세먼지 농도별 광 투과율 실험 및 Irradiation Multiphysics 기법을 이용한 투과량 시뮬레이션과 수치화 ○ 세척제 별 생물학적, 이화학적 특성 구명과 세척방법의 공학적 검토를 통한 친환경 세척기술 개발 및 매뉴얼 작성 ○ 광 투과율 모델과 가상 시뮬레이션을 이용한 미세먼지 예측, 미세먼지 발생에 의한 시설재배 생산량 감소액 및 경영비 상응요소 산정, 미세먼지 발생에 의한 손실평가 및 경제적 경영분석 연구 수행 □ 연구개발성과 ○ 미세먼지 환경 재현 실험기구 및 시료 분석 용 광 투과율분석기 개발 ○ 미세먼지 흡착에 따른 투과율 변화 분석 및 세척제 평가를 위한 샘플 취득 시나리오구성 및 장치 설치 ○ 시설재배온실 내·외부 위치 별 조도 측정 장치 개발 ○ 온실 피복 시료 (PE) 특수 코팅에 따른 광 투과율 및 표면 소수성 평가 ○ 농가 온실 미세먼지 피해분석을 위한 미세먼지 실험모델 개발 ○ 미세먼지 노출에 따른 피복재 투과율 변화 분석 ○ 세척용액 내부 계면활성제 극성에 따른 미세먼지 제거율 평가 ○ 미세먼지에 따른 온실 내·외부 일사량 측정 및 분석 및 평가 ○ 코팅용액 도포 온실 피복재의 물때 생성률 평가 ○ 미세먼지에 의한 농작물 생산피해 예측을 위한 시설재배 작물 생장 모델 개발 ○ 인공 비산 먼지 환경 조성 실험모델 개발 및 평가 ○ 미세먼지에 의한 농작물 생산피해 분석과 피복재 투과율 저하양상 구명 ○ 제올라이트 암모늄 흡착 원리에 기반한 비닐온실 표면 미세먼지 세척 평가 ○ 미세먼지 영향의 온실 피복재 투과율 저하 방지를 위한 코팅제 비교 ○ 미세먼지에 의한 농작물 생산피해 예측을 위한 시설재배 작물 생장 모델 개발 및 적용 □ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 ○ 일반적으로 물줄기를 이용한 물리적 세척방법은 투과율의 극히 일부만 회복 가능한 방법이며, 겨울철에는 물관리의 어려움이 있어 농가에서 쉽게 접근할 수 있는 세척방법이 요구되고 있음 ○ 온실 피복재에 흡착된 미세먼지를 물리적으로 세척하여 투과율을 회복하고자 할 경우 온실 상부를 세척하기 위한 인력의 인명 사고 발생 우려가 있는 한계가 있었음 ○ 본 연구에서 도출된 세척기술은 자연빗물이나 농업용수로 자연스럽게 세척할 수 있는 방안으로 농가에서 접근하기 용이할 것으로 보임 ○ 기존 옥살산을 이용한 세척방법과 대비하여 본 연구에서는 친환경 세척기술을 정립함으로써 환경 지속가능성을 고려함 ○ 본 연구에서 도출된 인공 비산 먼지 환경 조성 실험모델은 농촌에서 발생하는 미세먼지 발생환경을 실험실 환경에서 안전하게 제어할 수 있어 관련 분야 연구와 기술 발전에 기여할 수 있음 ○ 국가 미세먼지 측정망 자료에 농업부문 미세먼지의 계절적, 행정구역별 분포 현황을 추가하여 미세먼지 예보 정확도 향상에 기여 ○ 미세먼지가 발생한 대상지역 현장에서 미세먼지 대응 업무 추진 시 기초자료 지원 및 미세먼지 피해를 저감하기 위한 기술로써 활용 ○ 시설원예 또는 시설재배 비닐하우스 설계에 미세먼지에 의한 농업 생산피해 저감을 위한 안정적인 설계 기준 제시 ○ 미세먼지 피해 경감을 위한 친환경 세척 기술 개발로 미세먼지에 대한 선제적 대응으로 농업 피해 및 주민건강 피해를 최소화 ○ 농촌 지역에 적합한 새로운 미세먼지 저감 관리 기술 개발에 기여 ○ 작물 생육 영향 최소화를 통한 작물 생산량 증대로 농가경제 활성화 ○ 사회적 관심이 4차 산업혁명 등 고도화된 산업에 집중되고 있으나 농업분야 미세먼지 배출로 인한 경제적, 산업적 타격은 다른 어느 분야보다 큰 만큼 농업분야에서 미세먼지 관련 정책을 도출하게 될 본 연구의 역할이 매우 중요 (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 이재한
• 주관연구기관 : 국립원예특작과학원
• 발행년도 : 20211200
• Keyword : 1. 미세먼지;시설재배지;작물생육모형;세척기술;일사량; 2. particulate matter;greenhouse;crop growth model;cleansing technology;solar radiation;

□ 연구개발 목표 ○ 본 과제는 원자력시설 주변 방사선 비상 발생 시 신속한 비상대응 지원을 위해 원자력시설 주변 환경방사선 감시능력 고도화를 위한 핵심기술과 인공지능 기반 방사선 빅데이터 분석·이용 기술을 개발하는 것을 목표로 함. □ 연구개발 내용 1. 빅데이터 분석기술을 이용한 원자력시설 주변 지역 환경방사선(능) 감시 핵심기술 개발 [단국대학교] - 방사선/환경변수 측정 빅데이터를 분석하여 방사선 비상 발생 여부를 판별할 수 있는 인공지능 분석 알고리즘 개발 2. 인공지능 기술을 이용한 토양, 오염지역 및 오염물의 방사선량률, 방사선원의 위치 및 핵종판별이 가능한 유기섬광 광섬유 기반 방사능 모니터링 시스템 개발 [중앙대학교] - 인공지능 기술을 이용한 실시간 위치 및 핵종판별이 가능한 유기섬광 광섬유 기반 1차원 방사능 모니터링 시스템 개발 - 인공지능 기술을 이용한 실시간 위치 및 핵종판별이 가능한 유기섬광 광섬유 기반 2차원 방사능 모니터링 시스템 개발 - 인공지능 기술을 이용한 2차원 방사능 모니터링 시스템 최적화 및 통합 방사선방호 시스템과의 결합 및 모의 현장 평가 3. 실시간·원격 측정이 가능한 드론 기반 공중방사선 감시시스템 및 3차원 매핑을 통한 가시화 기술개발 [(주)미래와도전] - 공중방사선 검출센서의 기초연구 및 개념설계를 통한 검출장치 개발 - 드론 기반 공중방사선 감시시스템 시작품 제작 - 공중방사선 감시 데이터 3차원 이미지 복원 및 매핑을 통한 가시화 기술개발 - 공중방사선 실시간 측정을 위한 운영 프로토콜 구축 및 대기환경 모의 현장 평가 4. 방사성물질 누출로 인한 사고 선원항 추정을 위한 수치해석적 기법에 관한 연구 [한국원자력연구원] - 대기확산모델 기반 변수 추정을 위한 수치해석적 방법론 연구 - 대기확산인자-선원항 이터레이션 구현 알고리즘 개발 - 선량 감시시스템 설치 위치 최적화 방안연구 - 방사성물질 대기확산에 따른 대피 중 주민의 예상 피폭방사선량 평가 - 실측 데이터 기반 주민 예상 피폭 선량평가 - 개발 알고리즘 모의 현장 평가 - 원전 방사능재난 시 인공지능 기반 대기확산평가시스템 개발 (위탁) 5. 사물인터넷 기반 다중 검출기를 활용한 환경 방사선 통합 MCU 및 실시간 수중 방사능 평가기술 개발 [(주)알엠택] - 공간감마선량률 이외에 방사성핵종까지 상시 감시하고 이 방사선 감시정보를 무선 전송할 수 있는 고신뢰도 감시시스템과 이를 활용한 스마트 방사능방재 지원기술 개발 - 원자력시설 주변 식수원, 농업용수원, 해수 등의 수중 방사능 감시를 위한 방사능 계측 및 평가기술 개발 □ 활용계획 및 기대효과 ○ 기존 확보 데이터에 의존한 단순 예측 시뮬레이션이 아니라, 실시간 측정데이터를 추가하여 데이터 경향성을 기반으로 데이터를 분석하고, 이를 토대로 방사선 비상 발생 여부 판단, 피폭선량평가, 선원항 역추적 등 일련의 과정을 AI로 지원함으로써, 사고 시 주민보호조치의 실효성을 획기적으로 제고할 수 있음. ○ 선진국 대비 비교열위에 있는 방사선 계측기 분야에서 선량 측정과 핵종분석이 동시 가능한 MCA, 실시간 방사선 3D 매핑이 가능한 드론 탑재형 검출장비, 광섬유 기반 토양오염 모니터링 시스템 등 핵심기술을 개발·보급함으로써 국내 방사선 계측기 분야 기술 수준을 한 단계 향상시킬 수 있음. ○ 빅데이터 분석, 인공지능 구현, 방사능 방재, 방사선측정 회로 개발 등 연구개발을 수행하는 동안 다양한 분야의 인력양성을 통해 해당 분야의 장기적인 기술 고도화 발판을 마련할 수 있음. (출처 : 요약문 3p)

• 연구책임자 : 문주현
• 주관연구기관 : 단국대학교
• 발행년도 : 20211200
• Keyword : 1. 방사능 비상대응;빅데이터 분석;인공지능 의사결정;방사선 3D 매핑;토양 방사능;공중방사선;선량평가;주민보호; 2. Radiological emergency preparedness;Big data analysis;Artificial intelligence decision making;Radiation 3D mapping;Soil radioactivity;Aerial radiation;Dose assessment;Resident protection;

□ 연구개발 목표 및 내용 ㅇ 최종 목표 분열하는 세포에만 작용하여 종양의 성장을 억제하는 것으로 알려진 전기장 치료를 이용하여, 방사선 치료의 효과를 극대화 하는 융합 암치료 시스템 기술개발 ㅇ 전체 내용 • 다양한 기능이 탑재된 교류전기장 발생장치와 환자의 피부에 탈부착이 가능한 전극을 이용하여 전기장 암치료시스템의 하드웨어 개발 • 환자의 CT 영상과 전극의 크기 및 위치정보를 이용하여 환자 인체 내 전기장의 세기를 계산하고 종양과 정상조직에 부여되는 전기장의 3차원 분포를 영상 및 수치로 표시하여 계획된 치료(Treatment Plan)의 타당성을 평가하는 소프트웨어 개발 • 종양의 생물학적 특징 및 물리적 특징에 기반하여 방사선_전기장 융합암치료의 효과를 검증하고 생물학적 기전 규명 □ 연구개발성과 • 전기장 암 치료기 하드웨어(BMP-200)와 인체 내 전기장을 계산하는 알고리즘 및 전기장 분호 디스플레이 GUI를 개발하였음. 이를 통해 SCI급 학술지인 Journal of the Korean physical society에 논문을 게재하였음. • 전기장과 방사선을 융합 암치료 효과를 검증하기 위해 췌장암 세포주 2가지를 이용하여 연구하였고, 그 결과 apoptosis를 통한 암세포사멸을 일으키며 전기장 치료와 방사선치료가 융합되었을 때 시너지효과가 나타남을 검증하였음. 또한, fractionation을 이용하여 치료 시간에 따른 효과를 확인하였음. 이를 통해 SCI 급 학술지인 Technology in cancer research & treatment와 International journal of radiation biology에 논문을 게재하였음. □ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 • 본 연구진은 췌장암 세포주를 이용하여 방사선치료와 전기장 치료의 시너지 효과를 최초로 검증하였고, 추후 심화 연구를 통해 임상에 적용된다면 난치암으로 고통받는 암 환자들에게 새로운 치료 대안이 될 수 있을 것으로 보임. • 또한, 본 시스템이 개발되면 인체 내에 전달되는 전기장의 세기 조절이 공간적으로 가능해지기 때문에 종양에는 처방전기장이 집중적으로 부여되고 정상조직에는 최소의 전기장을 인가하여 임상 적용 시 난치성 암 치료에 있어서 획기적인 치료법이 될 것으로 기대됨. 따라서 해당 분야의 미래의료기술을 선점하고 향후 타 의료기기 분야의 연구개발에 대한 기술적인 파급효과가 클 것으로 예상됨. (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 윤명근
• 주관연구기관 : 고려대학교
• 발행년도 : 20210600
• Keyword : 1. 전기장치료;방사선치료;융합치료;최적화;세기조절; 2. Tumor treating fields;Radiotherapy;Combined therapy;Optimization;Intensity modulation;