KAIST 제공
국내 연구진이 요오드-129처럼 반감기가 매우 긴 방사성 동위원소를 안정적으로 저장·처분할 수 있는 새로운 소재를 개발했다.
KAIST는 류호진 교수(원자력 및 양자공학과) 연구팀이 세라믹 소재에 저온 소결 기술을 이용해 반감기가 긴 휘발성 방사성 동위원소를 장기간 처분하는 데 활용할 수 있는 세라믹 계열의 신소재를 개발했다고 20일 밝혔다.
동위원소 생산시설이나 사용후핵연료 처리시설에서 발생하는 방사성 핵종 중 반감기가 매우 긴 원소들을 안전하게 포집·처분하려면 화학적 결합력이 우수하면서 내구성과 안정성이 높은 매질을 써야 한다.
현재 고준위폐기물 처분에 유리 등을 매질로 사용하고 있지만, 끓는점이 낮은 요오도는 고온의 용융공정에서 대기로 날아가 처분하는 데 어려움이 있다. 특히 요오드-129는 반감기가 1500만년 이상으로 매우 길어 이를 장기간 처분할 수 있는 제조공정과 신소재 개발이 필요하다.연구팀은 300도 미만에서 저온 소결 공정을 이용해 요오드가 포함된 세라믹 재료의 내구성과 화학적 안정성이 높이는 데 성공했다. 이 세라믹 소재는 우수한 경도와 강도, 화학적 안정성을 지녀 요오드와 같이 휘발성이 높은 방사성 핵종을 고정화하는 매질로 쓸 수 있다는 게 연구팀의 설명이다.
연구팀은 방사성 세슘 흡착용 세라믹 필터 등 방사성 이온 제염과 환경복원을 위한 세라믹 신소재에 저온 소결기술을 적용하기 위한 후속연구를 진행할 계획이다. 류호진 KAIST 교수는 "1000도 이상 고온에서 소결던 세라믹 재료를 300도 미만의 매우 낮은 온도에서도 내구성과 안정성을 높일 수 있는 기술을 확보했다는 데 의미가 있다"며 "원자력 분야 외에 바이오 임플란트 소재, 연료전지 전해질 등 다양한 첨단 분야에서 저온 소결 기술을 적용할 수 있을 것"이라고 말했다.
이 연구성과는 환경공학 분야 국제 학술지 '유해물질저널(지난 11일자)'에 실렸으며, 과기정통부와 연구재단의 지원을 받아 연구가 수행됐다.
이준기기자 bongchu@dt.co.kr
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