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‘물처럼 뿌려 씻는’ 제염제 개발…“건물 표면 방사성 오염 물질 신속 제거”

머니투데이 류준영 기자 2020.09.16 12:00
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원자력연, ‘하이드로겔 기반 표면제염코팅제’ 개발…기존 대비 2배 뛰어난 제염 효과

점착형 하이드로겔 기반 코팅제의 표면오염 제염 과정 개념도(왼쪽) 상용분사 장비를 이용하여 시멘트 표면에 프러시안블루 흡착제를 포함한 하이드로겔 제염코팅제를 분사하고 있는 사진, (오른쪽) 세척수로 하이드로겔 제염 코팅제를 제거하고 있는 사진점착형 하이드로겔 기반 코팅제의 표면오염 제염 과정 개념도(왼쪽) 상용분사 장비를 이용하여 시멘트 표면에 프러시안블루 흡착제를 포함한 하이드로겔 제염코팅제를 분사하고 있는 사진, (오른쪽) 세척수로 하이드로겔 제염 코팅제를 제거하고 있는 사진




한국원자력연구원 양희만 박사 연구팀이 세슘을 쉽고 빠르게 제거할 수 있는 ‘하이드로겔 기반의 표면제염 코팅제’를 개발했다고 16일 밝혔다.

‘세슘’은 원자력 사고 시 누출되는 대표적 방사성 물질이다. 장기간 방사능 오염을 일으키기 때문에 빠른 제염 작업을 통해 제거해야 한다. ‘하이드로겔’은 수분을 많이 흡수할 수 있는 고분자 물질로 젤리와 같은 형상을 지녔다.

현재의 제염 기술은 건물 표면에 제염 코팅제를 바른 후 직접 벗겨내거나 표면 자체를 깎아내야 하기 때문에 대단위 면적에 신속한 작업이 어렵다. 대량의 방사성폐기물이 발생하는 문제도 발생한다.



이번에 개발한 표면제염 코팅제는 젤리와 같은 형태여서 방사성에 오염된 건물 표면에 물처럼 뿌리면 된다. 양 박사는 “표면제염 코팅제를 액체 형태로 뿌려 신속하게 도포 할 수 있다”며 “세슘을 흡수하고 굳은 코팅제를 물로 쉽게 제거할 수 있어 방사성폐기물 발생을 크게 줄일 수 있다”고 설명했다.

점착형 하이드로겔 기반 코팅제의 표면오염 제염 과정 개념도/자료=원자력연점착형 하이드로겔 기반 코팅제의 표면오염 제염 과정 개념도/자료=원자력연
연구팀에 따르면 오염된 건물 표면에 특수용액과 세슘 흡착제를 분사하면 하이드로겔 형태의 코팅제가 만들어지며, 세슘은 특수용액 속의 암모늄, 나트륨과 이온이 교환돼 표면에서 제거되고 세슘 흡착제에 달라붙는다. 특수 장비 없이 일반적 액체 분사장치로 분사·도포 할 수 있어 광역 오염 지역에서도 분당 1.25㎡ 속도로 쉽고 빠르게 사용할 수 있다. 또 현재 가장 널리 사용되고 있는 박리형 표면제염코팅제보다 제염 성능이 2배 이상 높다.


물 세척만으로 표면제염 코팅제의 특수 용액과 세슘 흡착제가 분리된다. 이에 세슘 흡착제는 여과나 자석으로 선별 분리해 방사성 폐기물로 처분하고 나머지 용액은 일반 폐수로 처리 가능해 방사성폐기물 발생량을 획기적으로 줄일 수 있다. 아울러 세슘 흡착제 대신 다른 핵종별 흡착제를 사용하면 세슘 외 다양한 방사성 핵종도 제거할 수도 있다. 이번 연구는 국내와 일본에 특허 등록을 마치고, 미국에서도 특허 등록을 심사 중이다.

양 박사는 “액체나 물로 쉽게 다루고 방사성폐기물 발생량을 줄여 현장 활용성을 높인 만큼 실제 오염 현장에 투입하는 것을 목표로 기술 이전을 추진 중”이라고 말했다. 이번 연구성과는 화학공학 분야 국제학술지인 ‘케미컬 엔지니어링 저널’에 게재됐다.
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