[대전=뉴스핌] 김태진 기자 = 한국원자력연구원는 양희만 박사가 방사성으로 오염된 표면에 액체 분사 방법으로 세슘을 쉽고 빠르게 제거할 수 있는 하이드로겔(hydrogel) 기반의 표면제염 코팅제 개발에 성공했다고 16일 밝혔다.
세슘은 원자력 사고 시 누출되는 대표적 방사성 물질로, 장기간 방사능 오염(세슘-137, 반감기 30년)을 일으키기 때문에 빠른 제염 작업을 통한 제거가 필요하다.
현재 제염기술은 건물 표면에 제염코팅제를 도포 한 후 직접 벗겨내거나 표면 자체를 깎아야 하기에 대단위 면적에 신속한 작업이 어렵고 대량의 방사성 폐기물이 발생하는 문제가 있다.
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| 한국원자력연구원 양희만 박사(앞줄 오른쪽) 연구팀이 개발한 하이드로겔 기반 표면제염코팅제를 선보이며 기념사진을 촬영하고 있다.[사진=한국원자력연구원] 2020.09.16 memory4444444@newspim.com |
이에 연구진은 표면제염 코팅제를 액체 형태로 뿌려 신속하게 도포 할 수 있으며, 세슘을 흡수하고 굳은 코팅제를 물로 쉽게 제거할 수 있어 방사성폐기물 발생을 크게 줄일 수 있는 기술을 개발했다.
오염표면에 특수용액과 세슘 흡착제를 분사하면 하이드로겔 형태의 코팅제가 만들어지며, 세슘은 특수용액 속의 암모늄, 나트륨과 이온교환(어떤 물질이 전해질 수용액과 접촉할 때 그 물질 중의 이온이 방출되고 대신 용액 중의 이온이 물질에 흡착하는 현상)돼 표면에서 제거되고 세슘 흡착제에 달라붙는다.
특수 장비 없이 일반적인 액체 분사장치로 분사·도포 할 수 있어 광역 오염지역에서도 쉽고 빠르게(분당 1.25㎡ 속도) 사용할 수 있다.
연구진은 또 현재 가장 널리 사용되고 있는 박리형 표면제염코팅제보다 2배 이상 우수한 제염성능을 확인했다.
특히 물 세척만으로 표면제염 코팅제의 특수용액과 세슘 흡착제를 분리시키는 데 세계 최초로 성공했다.
연구진은 "세슘 흡착제는 여과나 자석으로 선별 분리해 방사성 폐기물로 처분하고, 나머지 용액은 일반 폐수로 처리할 수 있기 때문에 방사성폐기물의 발생량을 획기적으로 줄일 수 있다"고 말했다.
또 "세슘 흡착제 대신 다른 핵종별 흡착제를 사용하면 세슘 외 다양한 방사성 핵종을 제거할 수도 있다"고 했다.
양희만 박사는 "방사능물질이 누출되는 사고 시에도 오염된 건물의 제염을 신속하고 광범위하게 할 수 있는 원천기술을 개발한 것"이라며, "액체나 물로 쉽게 다루고, 방사성폐기물 발생량을 줄여 현장 활용성을 높인 만큼 실제 오염 현장에 투입하는 것을 목표로 기술 이전을 추진 중"이라고 말했다.
이 기술은 국내('20.2)와 일본('20.7)에 특허 등록을 마쳤고, 현재 미국에서 특허 등록을 심사 중이다.
이번 연구결과는 화학공학 분야의 세계적인 학술지 '케미컬 엔지니어링 저널(Chemical Engineering Journal)'에 지난 7월 게재됐다.
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