물 뿌리듯 쉽게 간편하게 방사성물질 제거…‘표면제염 코팅제’ 개발

입력: 2020-09-16 14:06 이준기 기자

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원자력연, 하이드로겔 기반 코팅제 개발
방사성 물질 오염된 건축물 표면 내부도 제염
방사성폐기물 발생량 절감 기여할 전망

원자력연 연구팀이 방사성 물질로 오염된 건축물 표면에 액체 분사 방법으로 세슘을 제거할 수 있는 표면제염 코팅제를 개발, 오염된 시멘트 표면에 제염코팅제를 분사하며 방사성 물질을 제거하는 실험을 하고 있다.

원자력연 제공

2011년 일본 후쿠시마 원전 사고로 외부에 방사성 물질이 다수 누출됐다. 일부 방사성 물질은 일반 건축물 표면 내부에 흘러 들어가 기존 제염기술로는 쉽게 제거하지 못했다. 더욱이 미국 환경보호국(EPA) 기술 보고서에 따르면, 기존 표면제염기술을 이용한 콘크리트 등의 다공성 오염 표면에 대한 방사성 세슘 제염 이후, 제염용액과 표면제염 코팅제 등 2차 방사성 폐액과 폐기물이 발생하기도 했다.

이 때문에 다공성 건축물 표면 내 방사성 오염원을 효과적으로 제거하고, 넓은 면적의 오염지역을 신속하게 제염하기 위한 새로운 제염기술 필요성이 지속적으로 제기됐다.

국내 연구진이 이 같은 문제를 해소할 수 있는 새로운 개념의 제염기술을 선보였다.

한국원자력연구원은 양희만 박사 연구팀이 방사성으로 오염된 건축 표면 내부에 물을 뿌리는 방법으로 방사성 물질인 '세슘'을 쉽고 빠르게 제거할 수 있는 '하이드로겔 기반 표면제염 코팅제'를 개발했다고 16일 밝혔다.

세슘은 원자력 사고 시 누출되는 대표적인 방사성 물질로, 장기간 방사능 오염을 일으키기 때문에 빠른 제염 작업이 필요하다.

현재 제염 기술은 건물 표면에 제염 코팅제를 뿌린 후, 직접 벗겨내거가나 표면 자체를 깎아 내야 하기 때문에 대규모 면적의 경우 신속한 작업이 어렵고 대량의 방사성폐기물이 발생하는 문제가 있다.

연구팀은 친환경 고분자 화합물에 가교제를 첨가한 특수 용액과 기존 세슘 흡착제를 섞어 코팅제를 만들었다. 오염 표면에 특수용액과 세슘 흡착제를 뿌리면 하이드로겔 형태의 코팅제가 만들어지고, 세슘은 특수용액 속의 암모늄, 나트륨 등과 이온 교환돼 표면에서 제거돼 세슘 흡착제에 달라 붙는다. 달라 붙은 흡착제는 여과나 자석으로 선별·분리해 방사성 폐기물로 처분하거나, 나머지 용액은 일반 폐수로 처리할 수 있어 방사성폐기물 발생량을 획기적으로 줄일 수 있다.

이 기술은 특수 장비 없이 일반적인 액체 분사 장치로 분사·도포할 수 있어 오염 지역을 쉽고 빠르게 처리할 수 있고, 현재 널리 쓰이는 박리형 표면제염 코팅제에 비해 2배 이상 우수한 제염 성능을 갖는다고 연구팀은 설명했다.

연구팀은 한국과 일본에 관련 특허를 등록했고, 미국에 특허출원 중이다.

양희만 원자력연 박사는 "방사능 물질이 누출되는 사고에도 오염된 건물의 제염을 신속하고 광범위하게 할 수 있는 원천기술로 활용될 것"이라며 "세슘 흡착제를 액체나 물로 쉽게 변환할 수 있고, 방사성폐기물 발생량을 줄여 현장 활용성을 높일 수 있는 만큼 실제 방사성물질 오염 현장에 투입하는 것을 목표로 기술이전을 추진하고 있다"고 말했다.

이 연구결과는 화학공학 분야 국제 학술지 '케미컬 엔지니어링 저널(7월호)'에 실렸으며, 과기정통부의 원자력기술개발사업의 지원을 받아 연구가 수행됐다.이준기기자 bongchu@dt.co.kr