한국연구재단(이사장 조무제)은 허윤석 교수(인하대)·노창현 박사(한국원자력연구원) 연구팀이 원전 사고나 핵실험 때 방출되는 방사성 세슘을 제거할 수 있는 흡착제를 대량생산 할 수 있는 기술을 개발했다고 24일 밝혔다.

방사성 세슘(137Cs)은 우라늄의 핵분열 과정에서 얻어지는 방사성 물질로, 자연 상태에서는 존재하지 않으나, 핵실험과 원자력발전에 의해 인공적으로 발생된다.  인체에 흡수되면 장기와 근육에 쉽게 축적돼 불임증, 전신마비, 골수암 등의 각종 질병을 유발한다. 최근 후쿠시마 원전사고로 방사성 세슘 흡착제 개발이 주목받고 있다.

방사성 세슘 흡착제는 방사성 세슘으로 오염된 물로부터 선택적으로 방사성 세슘을 물리적 또는 화학적으로 흡착해 제거할 수 있는 재료를 의미한다.

연구팀은 점토와 알지네이트로 구성된 껍질 안에 세슘을 선택해 흡착하는 프러시안 블루 나노입자가 들어간 캡슐형 흡착제를 개발했다. 점토에 프러시안 블루(파란색을 띄는 염색용 시료)와 알지네이트(알긴산염)가 섞인 용액을 상온에서 떨어뜨리는 것만으로 제작할 수 있다.

연구팀이 2015년 개발한 그래핀 기반의 흡착제와 비교하면 제작공정이 보다 간단하면서 대량생산이 더욱 수월하다.
    

약 2밀리미터(mm) 크기의 캡슐형 흡착제는 오염된 수용액에서 1년간 형태를 유지했다. 형태가 유지되므로 기존 분말형 흡착제와 달리 화학약품 없이 회수 가능해 2차 환경오염 문제도 줄일 수 있다.

10밀리그램(mg)의 캡슐형 흡착제는 100베크렐(Bq/g)의 방사성 세슘 (137Cs)으로 오염된 물 10밀리리터(ml)의 방사선 세슘을 99.24% 제거했다. 이는 흡착제 한 개가 1리터의 물에 담긴 39.4 마이크로그램(μg)의 방사성 세슘을 99.24% 제거한다는 것이다.

베크렐(Bq/g)은 방사능의 국제단위(SI)로, 100배크렐은 일반적으로 원전사고 등을 가정한 실험 상황에서 사용하는 기준.

허윤석 교수는 “이 연구성과는 자연 소재인 점토와 알지네이트를 사용해 저렴하게 대량생산 가능한 방사성 세슘 흡착제를 개발한 것이다. 원전 사고에서 나오는 방사성 세슘과 폐기물 처리 등에 사용할 것으로 기대된다”라고 연구의 의의를 설명했다.

이 연구성과는 미래창조과학부한국연구재단 원자력연구개발사업(방사선기술개발사업)의 지원으로 수행됐다. 네이처 자매지인 사이언티픽 리포트(Scientific Reports) 지난해 12월 5일자에 게재됐다.