원자력연, 방사성 세슘 흡착하는 나노자석 개발

▲ 양희만 박사.

자성 이용해 회수 능력 높아진 세슘 흡착제 개발

국내 연구진이 자기장을 이용해 자연환경에 방출된 세슘(137Cs)을 선택적으로 제거할 수 있는 흡착제를 개발했다.

한국원자력연구원(KAERI)은 양희만<사진> 원전제염해체기술개발부 박사팀이 자성을 띠는 나노입자 응집체 표면에 세슘을 흡착할 수 있는 염료인 프러시안 블루(PB)를 입혀 ‘세슘 제거용 자성나노흡착제’를 개발하는 데 성공했다고 2일 밝혔다.

방사성 세슘은 핵실험 등 우라늄 핵분열 과정에서 인공적으로 얻어지는 물질로 몸 안에서 이동되는 성질이 있어 인체에 흡수되면 전신마비, 골수암 등을 일으킨다.

기존에 수중에 퍼진 세슘을 제거하기 위한 다양한 흡착제가 연구되고 있지만, 사용 후 회수가 어려워 흡착제의 확산과 축적에 따른 2차 환경오염의 문제점이 있었다.

또 강한 자성으로 대형 필터 등 별도의 회수 시스템없이도 회수가 가능한 세슘 흡착제 연구도 진행되고 있으나 낮은 회수율과 제거율이 문제가 돼 왔다.

이에 연구팀은 자성 나노입자들이 결집한 나노입자 응집체에 프로시안 블루를 성장시켰다.

약한 자성을 가지는 단일 자성 나노입자들을 결집해 강한 자성을 가지는 나노입자 덩어리를 제조하고, 그 표면에 세슘에 대한 선택적 흡착이 가능한 프로시안 블루의 형성과 성장을 조절할 수 있는 합성법을 개발한 것이다.

이 흡착제는 기존 흡착제에 2배 이상의 자성 값을 가져 기존 대비 높아진 회수능력을 보였다.

또 입자 당 프러시안 블루의 합량이 증가해 흡착 능력 또한 향상됐다.

연구팀은 흡착제 10mg으로 오염수 100ml에서 99.76% 제거능력을 확인했다.

양희만 박사는 “개발된 흡착제 제조기술을 활용해 향후 국내 원전 해체 시 발생하는 방사성 오염 건축물 표면의 오염원을 제거하기 위한 하이드로겔 기반 코팅제를 개발 중”이라며 “방사성 고체 폐기물의 발생량을 현저히 줄일 것으로 기대된다”고 전했다.

이 기술은 국내 특허 출원 중이며, 기술이전으로 물질의 대량 생산 방법을 개발하고 실제 방사성 세슘을 제거 현장에 투입하는 것을 목표로 하고 있다. 최소망 기자 somangchoi@