한국원자력연구원은 양희만 박사 연구팀이 속이 빈 꽃 모양 구조를 가진 방사성 물질 세슘 흡착제를 개발했다고 28일 밝혔다. 전 세계적으로 방사성 폐수 속 세슘을 제거하는 흡착제 연구가 활발히 진행되고 있지만, 폐수에 세슘과 화학적 거동이 비슷한 나트륨, 칼륨 등 경쟁이온이 섞여 있어 세슘만 골라 제거하기가 어렵다.
연구팀은 흔히 방사성 세슘을 처리하는 데 쓰이는 타이타늄-페로시아나이드를 나노미터(㎚·10억분의 1ｍ) 크기의 속이 빈 겹꽃 구조로 합성했다.
내부에는 빈 공간을 둬 무게를 줄이고 겉은 표면적이 큰 꽃 모양으로 만듦으로써 흡착 효율을 높였다고 연구팀은 설명했다.
연구팀이 개발한 나노 흡착제는 기존 알갱이 모양의 금속-페로시아나이드 흡착제보다 세슘 흡착 속도가 1만배 빠른 것으로 나타났다.
성능이 우수한 것으로 알려진 '타이타노 실리케이트' 흡착제보다도 32배 빠른 속도를 보였다.
흡착 용량도 1ｇ당 세슘 454㎎으로 기존 금속-페로시아나이드 대비 3배, 타이타노 실리케이트 대비 1.7배 많았다. 특히 세슘의 경쟁이온인 칼륨이 5천ppm 이상 들어있는 폐수에서도 세슘만 선택적으로 흡착하는 분배계수가 타이타노 실리케이트보다도 261배나 높았다.
양희만 박사는 "원자력시설 사고 시 발생하는 대량의 방사성 폐수나 원전 해체 시 발생하는 강산성의 제염 공정 폐액을 처리할 때 활용할 수 있다"며 "기술 이전 시 1∼2년 안에 상용화할 수 있을 것"이라고 말했다.
이번 연구 결과는 국제 학술지 '케미컬 엔지니어링 저널'(Chemical Engineering Journal)에 지난 9일 실렸다.