본문으로 바로가기
64547850 0372020120264547850 08 0805001 6.2.2-RELEASE 37 헤럴드경제 0 false true false false 1606869546000

우라늄이 지하수에 미치는 화학반응 규명…‘사용후핵연료’ 안전처분 가능해진다

글자크기

- 원자력硏, 아메리슘, 플루토늄, 우라늄의 새로운 화학반응 연구결과 발표

헤럴드경제

원자력연구원 연구진이 최신 분광해석기법을 이용해 사용후핵연료 핵심원소들의 화학반응 분석을 진행하고 있다.[한국원자력연구원 제공]

<이미지를 클릭하시면 크게 보실 수 있습니다>


[헤럴드경제=구본혁 기자] 최근 전 세계적으로 원자력발전소에서 나오는 사용후핵연료를 안전하게 처분하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 그 중 가장 안전한 처분기술로 지목하는 심지층 처분 기술을 완성하기 위해 초장기간 동안 사용후핵연료가 지하에서 어떻게 반응하며 변형될 수 있는지 알아내는데 집중하고 있다. 이와 관련 연구진이 사용후핵연료에 포함된 희소 원소들이 지하수 등에 어떻게 반응하는지에 대한 연구결과를 잇따라 발표했다.

한국원자력연구원은 방사화학연구실 차완식 박사 연구팀이 국내 대학 연구진과 공동으로 아메리슘(Am), 플루토늄(Pu), 우라늄(U)의 화학반응을 새롭게 규명했다고 2일 밝혔다.

아메리슘, 플루토늄, 우라늄은 높은 방사성과 핵비확산 정책으로 인해 취급이 극히 제한돼 연구가 까다롭다. 이번 연구결과는 연구가 어려운 희소 원소가 심지층의 지하수에서 어떻게 반응하는지 분자 수준에서 규명한 우수한 연구 성과로 학계에서 주목받고 있다.

이는 사용후핵연료에 존재하는 원소들이 지하수 중의 물질과 결합해 어떻게 변하고, 이동, 확산하는지 예측할 수 있는 핵심 기초자료로 중요한 의미를 가진다.

인공 방사성 금속인 아메리슘에 관한 연구는 고려대학교 곽경원 교수 등과 함께 진행했다. 분자 수준에서 아메리슘 화합물의 안정성과 아메리슘 원자에 빛을 쏘였을 때 나타나는 분광 특성의 상관관계를 제시하고, 원소가 결합하는 특성을 발견해 발표했다.

이 연구결과는 미국화학회가 발간하는 국제학술지 ‘인올가닉 케미스트리’ 10월호에 게재됐다.

플루토늄에 대한 연구는 KAIST 윤종일 교수 연구팀과 함께 진행했다. 플루토늄이 자연에 존재하는 탄산이온, 알칼리 토금속과 결합해 3성분 화합물(칼슘 플루토닐 카보네이트 화합물)로 변하는 현상을 최초로 규명해, 국제 학계의 주목을 받고 있다.

이 연구성과는 영국왕립화학회가 발간하는 국제학술지 ‘달튼 트랜스액션’ 9월호에 게재됐다. 또 무기화학 분야에서 중요성과 우수성을 인정받아 그 달 가장 뛰어난 논문인 ‘달튼 트랜스액션 핫 아티클’로 선정됐다.

우라늄은 사용후핵연료의 95% 이상을 차지한다. 사용후핵연료를 심지층 처분하는 경우 산소가 없는 깊은 땅 속에 보관하게 된다. 이 때 우라늄 또한 산소와 결합하지 않은 환원 상태의 우라늄(U(Ⅳ))으로 존재하게 되므로 이에 대한 연구가 특히 중요하다. 원자력연구원은 최신 분광해석기법을 이용해 환원상태 우라늄의 화학적 특징을 새롭게 규명하고, 우라늄 나노입자가 생성되는 메커니즘을 제시했다.

이 연구는 국왕립화학회가 발간하는 화학분야 국제학술지 ‘알에스씨 어드밴시스’ 10월호에 게재되었다.

이번 연구결과로 사용후핵연료 속 핵심 원소들이 다양한 자연환경에서 어떻게 반응하는지 화학적 거동을 예측할 수 있어, 향후 고준위 방사성폐기물의 처분 안전성을 평가하는데 중요한 기초자료로 활용될 수 있다.

차완식 박사는 “이번에 연구한 원소들의 화학자료는 국제적으로 매우 부족한 상황”이라며 “지속적인 연구를 통해 국제 사회에 기여하는 한편, 보다 안전하고 지속가능한 국내 원자력 기술 개발을 위해 이바지할 것”이라고 밝혔다.

nbgkoo@heraldcorp.com

- Copyrights ⓒ 헤럴드경제 & heraldbiz.com, 무단 전재 및 재배포 금지 -
기사가 속한 카테고리는 언론사가 분류합니다.
언론사는 한 기사를 두 개 이상의 카테고리로 분류할 수 있습니다.