나노자석으로 방사성 세슘만 골라서 제거한다

국내 연구팀이 자기장을 이용해 자연환경에 방출된 방사성 세슘만을 선택적으로 제거할 수 있는 흡착제를 개발했다.
방사성 세슘은 핵실험이나 원전 운영 중 우라늄 핵분열 과정에서 인공적으로 생성되는 방사성 물질이다. 반감기가 약 30년으로 체내에 흡수될 경우 장기와 근육에 쉽게 축적돼 전신마비, 골수암 등 다양한 질병을 일으키는 것으로 알려져 있다.
세슘을 제거하기 위한 다양한 흡착제가 연구되고 있지만 사용 후 회수가 어려워 흡착제의 확산·축적에 따른 2차 환경오염의 문제점이 제기돼왔다. 외부 자기장이 있을 때만 강한 자성이 발생해 대형 필터 등 별도의 회수 시스템 없이도 회수가 가능한 자성입자를 활용한 세슘 흡착제 연구가 진행돼왔다. 문제는 여전히 회수율이 낮았던 것
한국원자력연구원 원전제염해체기술개발부 양희만 선임연구원 연구팀은 자성을 띠는 나노입자 응집체 표면에 세슘을 흡착할 수 있는 염료인 프러시안 블루를 입혀 ‘세슘 제거용 자성나노흡착제를 개발했다.
자성 나노입자들이 결집된 나노입자 응집체에 프러시안 블루를 성장시키는 것이다. 약한 자성인 단일 자성 나노입자들을 결집시켜 자성이 강한 나노입자 덩어리를 만든다. 이 표면에 세슘만 선택적으로 흡착할 수 있는 프러시안 블루의 형성과 성장을 조절할 수 있는 합성법이다.

연구팀이 개발한 흡착제는 기존 흡착제보다 2배 이상 높은 자성값을 가져 기존 대비 향상된 회수능력을 보였다. 실험 결과 흡착제 10㎎으로 오염수 100㎖ 속 세슘을 99.76% 제거할 수 있었다.
원자력연은 기술이전을 통해 이 물질의 대량 생산 방법을 개발해 방사성 세슘을 제거해야하는 실제 현장에 투입하는 것을 목표로 하고 있다. 이번 연구는 지난 2월 ‘저널 오브 얼로이스 앤 컴파운즈에 게재됐다.
양 선임연구원은 향후 국내 원전 해체시 발생하는 방사성 오염 건축물 표면의 오염원을 제거하기 위한 하이드로겔 기반의 코팅제를 개발하고 있다”며 방사성 고체 폐기물의 발생량을 크게 줄이는 것이 가능할 것으로 기대된다”고 밝혔다.
[이영욱 기자]