로봇·센서로 방사성핵종 분리한다… 원자력연 세계 최초 개발

신개념 분리 장치 개발… 빠르고 효율적인 분석 기대

방사성핵종 분리 시스템인 '오픈프랩: 센서 이벤트로 작동하는 개방 칼럼 크로마토그래피 시스템' 개발에 참여한 연구진. 왼쪽부터 방사성폐기물핵종분석실 오심온 선임연구기술원, 선진핵주기기술개발부 이종광 책임연구원, 유정보 방사성폐기물핵종분석실장. 원자력연 제공

한국원자력연구원(이하 원자력연) 연구진이 방사성폐기물 안전 처분을 위한 신개념 방사성핵종 분리 장치를 개발했다. 세계 최초로 로봇과 센서를 활용해 핵종을 분리하는 기술로 빠르고 효율적인 분석이 가능하다.

원자력연은 선진핵주기기술개발부 이종광 박사팀이 신개념 분리 장치를 개발했다고 3일 밝혔다. 방사성폐기물을 처분할 땐 방사성핵종 분석을 필수로 진행하는데, 분석은 다시 전처리·분리·계측 과정으로 나뉜다. 이종광 박사팀은 분석 단계 중 분리 장치를 개발했다.

핵종 분리는 방사성폐기물을 녹인 시료에 특정 핵종과 반응하는 시약을 투입해 각 핵종을 분리한다. 중력으로 분리 용기에 시약을 투입하는 수동 방식과 펌프를 활용한 자동 방식이 사용되고 있다.

연구팀이 개발한 신개념 분리장치는 자동 방식을 사용하되 방사성 시료와 접촉하지 않는 액체 취급 로봇으로 시약을 투입한다. 시약 반응으로 분리된 시료는 각각 구분돼 다음 계측 과정을 위해 모아진다. 로봇 덕분에 시료가 잔류하거나 막힐 우려가 있는 밸브가 필요 없어지고 튜브 사용량도 감소했다. 방사성 시료와 접촉하는 구성품을 손쉽게 교체할 수 있어 시료 잔류로 인한 교차오염 가능성도 원천 차단할 수 있다.

연구팀은 여기에 핵종 분리 용기에 비접촉 센서를 최초로 적용했다. 시약이 모두 투입된 것을 감지해 분리 용기 내부 흡착제에 핵종이 흡착되거나 분리되는 과정이 끝나는 것을 실시간으로 알려주는 역할이다. 기존에 설정한 시간만큼 펌프를 작동하는 방식보다 정확하게 분리할 수 있게 됐다.

류재수 원자력연 선진핵주기기술개발부장은 "향후 기술 상용화를 통해 원자력 시설의 운영이나 해체 시 발생하는 방사성폐기물을 더욱 신속하고 효율적으로 분석할 수 있는 기술적 돌파구가 마련될 것"이라고 말했다. 임효인 기자