방사성 세슘 제거 자기장 흡착기술 개발

후쿠시마 원전사고로 방사성 세슘 오염에 대한 관심이 높아진 가운데 국내 연구진이 자기장을 이용해 자연환경에 방출된 세슘만을 선택적으로 제거할 수 있는 흡착제를 개발했다.

한국원자력연구원 원전제염해체기술개발부 양희만 박사팀은 자성을 띠는 나노입자 응집체 표면에 세슘을 흡착할 수 있는 염료인 프러시안 블루(Prussian Blue, PB)를 입혀 ‘세슘 제거용 자성나노흡착제’를 개발하는데 성공했다고 3일 밝혔다.

방사성 세슘(137Cs)은 핵실험이나 원전 운영 중 우라늄 핵분열 과정에서 인공적으로 얻어지는 방사성 물질이다. 반감기가 30.2년에 이르며 칼륨이온과 유사한 체내 거동 성질을 가져 인체에 흡수되면 전신마비, 골수암 등 다양한 질병을 일으키는 것으로 알려졌다.

후쿠시마 원전사고를 계기로 현재 수중에 퍼진 세슘을 제거하기 위한 다양한 흡착제가 연구되고 있지만 사용 후 회수가 어려워 2차 환경오염 문제가 제기되고있다.

최근 대형 필터 없이도 회수가 가능한 자성입자를 활용한 세슘 흡착제 연구가 활발히 진행되고 있지만 여전히 회수율은 낮은 상태였다.

양 박사팀이 개발한 기술의 핵심은 자성 나노입자들이 결집된 나노입자 응집체에 프로시안 블루를 성장시키는 것이다. 약한 자성을 가지는 단일 자성 나노입자들을 결집시켜 강한 자성을 가지는 나노입자 덩어리를 제조하고 그 표면에 세슘에 대한 선택적 흡착이 가능한 프로시안 블루의 형성과 성장을 조절할 수 있는 합성법을 개발한 것이다.

개발된 흡착제는 기존 흡착제에 2배 이상의 자성값을 갖게 된다. 이로인해 입자 당 프러시안 블루의 함량이 증가해 흡착 능력 또한 크게 향상됐다.

실제 실험 결과 흡착제 10㎎으로 오염수 100㎖에서 99.76% 제거능력을 나타냈다.

원자력연구원은 대량 생산 방법을 추가로 개발한 뒤 기술을 이전, 방사성 세슘에오염된 실제 현장에 투입할 계획이다.

양 박사는 “원전 운영 중 발생하는 방사성 액체 폐기물 처리 뿐 아니라 원전사고 시 대량의 오염수(강, 지하수, 해수), 일반 오염수에 대한 정화 소재로 직접 활용할 수 있을 것으로 기대하고 있다”고 밝혔다.

대전=임정재 기자 [e-mail]