순도 최대 95%…세계 최고 수준 우라늄 추출 기술 개발

한국원자력연구원

우라늄 침전 반응을 위해 무기성 첨가제를 주입하는 원자력연 연구팀 /사진=한국원자력연구원

국내 연구팀이 원자력 발전의 원료인 우라늄을 90% 이상의 고순도로 추출하는 기술을 개발해 특허로 출원했다.

한국원자력연구원(이하 원자력연)은 은희철 방사성폐기물총괄관리실 실장이 이끄는 연구팀이 다양한 금속이 녹아 있는 용액에서 침전반응을 통해 고순도 우라늄을 선택적으로 추출하는 기술을 개발해 7월 국내 특허로 출원했다고 10일 밝혔다.

우라늄은 원자력발전의 원료다. 기본적으로 광석에서 추출하지만, 방사성폐기물을 포함한 다양한 물질에도 녹아 있다. 고순도 추출 기술을 개발한다면 러시아산·중국산 수입에 의존하던 순도 높은 우라늄을 자체적으로 확보할 길이 열리는 셈이어서 주목받는다.

연구팀은 질소화합물을 이용해 우라늄에만 선택적으로 반응하는 화학적 조건이 무엇인지 알아냈다. 이를 바탕으로 우라늄 용액에 과산화수소(H2O2)와 질소화합물을 첨가해 우라늄을 침전시키는 기술을 개발했다.

이어 용액 속에 이온상으로 존재하는 우라늄을 침전시키고 여과하는 과정을 거쳐 우라늄을 고순도의 산화물 형태로 회수하는 데 성공했다. 우라늄 추출 후 사용한 첨가제는 물과 질소로 분해해 친환경적으로 처리할 수 있었다.

원자력연은 "이번 기술을 적용하면 최대 95%의 고순도 우라늄을 추출할 수 있다"며 "기존의 다단계 복합공정으로 추출한 우라늄 순도(75~85%)보다 월등히 높은 세계 최고 수준"이라고 설명했다.

그러면서 "방사성폐기물 속에 있는 우라늄은 회수해 재활용하고 나머지 물질은 일반폐기물로 처리할 수 있어 환경적, 경제적 효과가 상당할 것"이라고 밝혔다.

연구팀은 해외 시장 진출을 위해 세계 우라늄 주요 생산국 등에서 해당 기술에 대한 특허를 출원할 계획이다.


한편 이번 성과는 과학기술정보통신부 일반연구개발사업의 지원을 받아 2021년부터 3년에 걸쳐 연구한 결과다.

우라늄 고선택성 침전반응을 설명한 자료 /사진=한국원자력연구원