국내연구팀 ‘나노자석’ 개발…방사성 세슘만 골라 제거

국내 연구진이 자기장을 이용해 자연환경에 방출된 방사성 세슘을 선택적으로 제거할 수 있는 흡착제 개발에 성공했다.
양희만 한국원자력연구원 원전 제염해체기술 개발부 박사팀은 3일 이같은 개발 내용이 담긴 연구 결과를 공개했다.
세슘(137Cs)은 핵 실험이나 원전 운영 중 우라늄 핵분열 과정에서 인공적으로 얻어지는 방사성 물질로 체내에 흡수될 경우 전신마비, 골수암 등 다양한 질병을 일으킨다. 반감기도 약 30년에 달한다. 세슘은 방사성 폐기물과 오염수 등을 통해 자연에 방출되는 것으로 알려졌다.
이같은 문제로 물에 포함된 세슘을 제거하려는 흡착제 연구가 꾸준히 진행돼왔다. 하지만 사용 후 회수가 어려워 흡착제로 인한 2차 환경오염과 낮은 제거율 문제가 꾸준히 제기돼왔다.
연구팀이 이번에 개발한 흡착제는 기존 흡착제보다 2배 이상 높은 자성 값을 가져 향상된 회수율을 보인다. 제거율도 높아져 실험 결과 흡착제 100mg으로 오염수 100ml속 세슘을 99.76%까지 제거할 수 있었다.
연구팀이 밝힌 핵심 기술은 자성 나노입자가 결집된 나노입자 응집체에 프러시안 블루를 성장시키는 것이다. 연구팀은 나노입자 응집체 표면에 세슘을 흡착할 수 있는 염료인 프러시안 블루를 입혔다. 약한 자성인 단일 자성 나노입자들을 결집시켜 자성이 강한 나노입자 덩어리를 만들고 표면에 세슘을 선택적으로 흡착할 수 있는 프러시안 블루의 형성과 성장을 조절하는 합성법을 개발했다.
원자력 연구원은 “기술을 이전해 향후 대량 생산 방법을 개발하고 실제 방사성 세슘 제거 현장에 투입하는 것이 목표”라고 밝혔다. 또 원전 운영 중 발생하는 방사성 액체 폐기물 처리와 원전 사고 오염수, 일반 오염수 정화 소재로도 사용 가능할 것이라 전망했다.
양 선임연구원은 “국내 원전 해체시 발생하는 방사성 오염 건축물 표면의 오염원을 제거하기 위한 하이드로겔 기반의 코팅제를 개발하고 있다”며 “방사성 고체 폐기물 발생량을 크게 줄이는 것이 가능할 것으로 기대된다”고 말했다.
이번 연구는 지난 2월 ‘저널 오브 얼로이스 앤 컴파운즈’에 게재됐다.
[디지털뉴스국 서정윤 인턴기자]