점토 이용 친환경 흡착제로 방사성 세슘 99% 제거

인하대·원자력연, 캡슐형 방사성 세슘 흡착제 대량생산 기술 개발

(대전=연합뉴스) 이주영 기자 = 국내 연구진이 친환경 점토를 이용해 원자력발전소 사고나 핵실험 때 나오는 방사성 세슘(Cs-137)을 99% 이상 제거할 수 있는 흡착제를 대량 생산하는 기술을 개발했다.

인하대 생명공학과 허윤석 교수와 한국원자력연구원(KAERI) 노창현 박사팀은 24일 점토와 천연물질인 알지네이트로 구성된 껍질 안에 세슘을 선택적으로 흡착하는 물질인 '프러시안 블루'(PB) 나노입자가 들어 있는 캡슐형 흡착제를 개발했다고 밝혔다.

캡슐형 흡착제의 방사성 세슘 제거 모식도 캡슐형 흡착제는 내부 프러시안블루의 이온교환 및 점토의 내부층위 흡착을 통해 방사성 세슘을 선택적으로 흡착, 99% 이상 제거하는 성능을 보였다. [인하대·원자력연 제공=연합뉴스]

방사성 세슘은 우라늄 핵분열 과정에서 나오는 방사성 물질로 자연 상태에서는 존재하지 않고 핵실험과 원자력발전에서 인공적으로 발생한다. 인체에 흡수되면 장기와 근육에 쉽게 축적돼 불임증, 전신마비, 골수암 등 질병을 유발한다.

방사성 세슘 흡착제는 방사성 세슘에 오염된 물에서 방사성 세슘을 물리적 또는 화학적으로 흡착해 제거하는 물질로 기존에는 프러시안블루 나노입자가 사용됐으나 이 방식은 방사성 세슘을 흡착한 나노입자를 회수하기 어려워 2차 오염이 발생하는 문제가 있다.

연구진은 점토에 프러시안블루와 알지네이트가 섞인 용액을 상온에서 떨어뜨리는 방법으로 점토와 알지네이트로 구성된 껍질 안에 프러시안블루 나노입자가 들어 있는 캡슐형 흡착제를 만들었다.

이 캡슐형 흡착제는 10㎎으로 100베크렐(Bq)의 방사성 세슘에 오염된 물 10㎖에서 방사성 세슘을 99.24% 제거하는 성능을 보였다.

또 크기가 2㎜ 정도인 캡슐형 흡착제는 오염된 수용액에서 1년간 형태가 유지돼 기존 분말형 흡착제와 달리 화학약품 없이 회수할 수 있기 때문에 2차 환경오염 문제도 줄일 수 있다고 연구진은 설명했다.

허윤석 교수는 "이 연구에서 자연 소재인 점토와 알지네이트를 사용해 저렴하게 대량생산 가능한 방사성 세슘 흡착제를 개발했다"며 "원전 사고에서 나오는 방사성 세슘과 폐기물 처리 등에 사용할 수 있을 것"이라고 말했다.

한국연구재단 원자력연구개발사업 지원으로 수행된 이 연구 결과는 '사이언티픽 리포트'(Scientific Reports, 2016년 12월 5일자)에 게재됐다.

인하대 허윤석 교수(왼쪽)와 한국원자력연구원 노창현 박사 [인하대·원자력연 제공=연합뉴스]

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