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건물에 묻은 방사성 물질, 물처럼 뿌려 씻어낸다

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건물에 묻은 방사성 물질, 물처럼 뿌려 씻어낸다

2020.09.16 12:00
원자력연, 하이드로겔 기반의 표면제염 코팅제 개발
방사성 물질을 흡착한 흡착제와 특수용액에 물을 뿌려 제거하고 있다. 과기정통부 제공.
방사성 물질을 흡착한 흡착제와 특수용액에 물을 뿌려 제거하고 있다. 과기정통부 제공.

방사성 물질로 오염된 건축물 표면에 액체를 분사해 대표적인 방사성 물질 세슘을 쉽고 빠르게 제거하는 기술이 개발됐다. 방사성 폐기물 양을 절반으로 줄일 수 있는 기술로 평가된다. 

 

한국원자력연구원은 양희만 해체기술연구부 선임연구원 팀이 하이드로겔 기반의 표면제염 코팅제를 개발했다고 16일 밝혔다. 

 

방사성 물질을 제염하는 기존 기술은 건물 표면에 제염 코팅제를 도포한 뒤 직접 벗겨내거나 표면 자체를 깎아야 한다. 면적이 큰 표면을 제염하는 작업이 쉽지 않고 방사성 폐기물이 발생하는 문제가 있다. 

 

연구팀은 표면제염 코팅제를 액체 형태로 뿌려서 신속하게 도포하고 세슘을 흡수한 뒤 굳은 코팅제를 물로 쉽게 제거할 수 있는 기술을 개발해 건축물 표면 제염의 용이성을 높였다. 

 

양희만 선임연구원은 친환경 고분자 화합물 가교제를 첨가한 특수용액과 기존 세슘 흡착제를 혼합해 하이드로겔 기반 표면 제염 코팅제를 만들었다. 가교제는 하나의 고분자 사슬을 다른 고분자 사슬에 연결시켜 주는 유기화합물을 말한다. 

양희만 원자력연구원 선임연구원(앞줄 오른쪽) 연구팀. 과기정통부 제공.
양희만 원자력연구원 선임연구원(앞줄 오른쪽) 연구팀. 과기정통부 제공.

오염된 표면에 특수 용액과 세슘 흡착제를 분사하면 하이드로겔 형태의 코팅제가 만들어진다. 세슘은 특수용액 속의 암모늄, 나트륨과 이온 교환 방식을 통해 표면에서 제거되고 세슘 흡착제에 달라붙는다. 

 

연구팀이 개발한 기술은 특수 장비 없이 일반적인 액체 분사장치로 분사·도포할 수 있어 광범위한 오염 지역을 쉽고 빠르게 사용할 수 있다. 분당 1.25㎡의 면적에 분사·도포할 수 있으며 현재 가장 널리 사용되고 있는 박리형 표면 제염 코팅제보다 제염 성능이 2배 이상으로 높았다. 또 시멘트와 같은 다공성 표면에서도 57% 이상의 세슘을 제거할 수 있는 것으로 확인됐다. 

 

코팅제를 분사·도포한 뒤에는 물 세척만으로 특수 용액과 세슘 흡착제를 분리시키는 데도 성공했다. 세슘 흡착제는 여과나 자석으로 선별 분리해 방사성 폐기물로 처분하고 나머지 용액은 일반 폐수로 처리 가능해 제염 과정에서 나오는 방사성 폐기물 발생량을 획기적으로 줄일 수 있다. 세슘 흡착제 대신 다른 방사성 핵종 흡착제를 사용하면 다양한 방사성 핵종을 제거할 수도 있다.

 

연구팀은 개발한 기술에 대한 국내 및 일본 특허 등록을 완료하고 미국에서도 특허 등록을 심사중이다. 

 

양희만 선임연구원은 “방사성 물질이 누출되는 사고시에도 오염된 건물의 제염을 신속하게 광범위하게 할 수 있는 원천기술을 개발한 것”이라며 “실제 오염 현장에 투입하는 것을 목표로 기술이전을 추진중”이라고 밝혔다. 연구결과는 화학공학 분야 국제학술지 ‘케미컬 엔지니어링저널’에 게재됐다. 

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