이번에 개발된 기술은 방사성 폐기물 처리나 앞으로 발생할 수 있는 원전 사고 등에 사용될 것으로 기대된다.
한국연구재단은 허윤석 교수(인하대)·노창현 박사(한국원자력연구원) 연구팀이 원자역발전소 사고나 핵실험 때 방출되는 방사성 세슘을 제거할 수 있는 흡착제를 대량생산할 수 있는 기술을 개발했다고 24일 밝혔다.
일본 후쿠시마 원전 사고로 방사성 세슘(137Cs)을 포함하는 방사성 오염물질에 대한 전 세계적인 관심이 집중되고 있어 전 세계적으로 실용적인 방사성 물질 제거용 흡착제 개발에 대한 연구가 활발히 진행하고 있다. 최근 우리나라 내륙에서도 지진이 다수 발생하고 있고 특히 원자력발전소 인근 지역에서의 지진발생으로 원자력 안전성에 대한 관심이 커졌으며, 예상치 못한 사고를 방지하기 위한 대비책으로 방사성 오염물질을 제거할 흡착제가 필요한 상황이다.
현재까지 보고된 방사성 세슘 흡착제는 나노 입자의 형태로써 방사성 오염지역에 사용 후 흡착제의 회수 및 흡착제에 의한 2차 오염을 일으키는 문제를 야기할 수 있다. 따라서 흡착능력이 뛰어난 나노입자를 담지체에 고정화하는 기술이 필요하며, 이에 실제 방사성물질 누출사고 시 환경에 사용이 가능한 흡착제의 개발이 요구돼 왔다.
이에 연구팀은 점토와 알지네이트(차가운 바다의 갈조류 등에서 추출한 물질로써 칼슘 알긴산염과 규조토가 결합된 천연물질)로 구성된 껍질 안에 세슘을 선택해 흡착하는 프러시안 블루 나노입자가 들어간 캡슐형 흡착제를 개발했다. 점토에 프러시안 블루와 알지네이트가 섞인 용액을 상온에서 떨어뜨리는 것만으로 제작할 수 있다. 연구팀이 지난 2015년 개발한 그래핀 기반의 흡착제와 비교하면 제작공정이 보다 간단하면서 대량생산이 더욱 수월하다.
약 2㎜ 크기의 캡슐형 흡착제는 오염된 수용액에서 1년간 형태를 유지했다. 형태가 유지되므로 기존 분말형 흡착제와 달리 화학약품 없이 회수 가능해 2차 환경오염 문제도 줄일 수 있다.
10㎎의 캡슐형 흡착제는 100베크렐(Bq/g·방사능의 국제단위(SI). 100배크렐은 일반적으로 원전사고 등을 가정한 실험 상황에서 사용하는 기준)의 방사성 세슘 (137Cs)으로 오염된 물 10㎖의 방사선 세슘을 99.24% 제거했다. 이는 흡착제 한 개가 1ℓ의 물에 담긴 39.4㎍의 방사성 세슘을 99.24% 제거한다는 것이다.
이번 기술 개발은 방사성 오염물질에 의해 오염된 환경을 효과적으로 정화할 수 있는 흡착제 제조 원천기술을 확보했다는데 의의가 있다. 또 친환경 고분자와 점토를 사용한 캡슐형 흡착제와 캡슐 내부에 흡착매를 담아 나노 재료를 사용한 기존 물질들의 문제점인 사용 후 회수 및 후 처리 방법을 간단하게 할 수 있는 방법을 제시했다는 평가를 받는다.
허윤석 교수는 "이 연구성과는 자연 소재인 점토와 알지네이트를 사용하여 저렴하게 대량생산 가능한 방사성 세슘 흡착제를 개발한 것이다. 원전 사고에서 나오는 방사성 세슘과 폐기물 처리 등에 사용할 것으로 기대된다"며 "또 담지체를 사용한 흡착제의 연구개발에 기여할 것으로 기대할 수 있으며, 더 나아가 중금속과 같은 환경오염 분야 등의 미래 국가재난대응 기술로 널리 활용될 수 있다"고 말했다.
김달호 기자
<저작권자ⓒ대전일보사. 무단전재-재배포 금지>
