원자력硏, 우라늄 흡착용 ‘나노 신소재’ 개발

방사성폐기물 관리 등 과정에서 우라늄 흡착 성능을 높인 하이브리드 나노 신소재가 개발됐다.

한국원자력연구원은 흡착제에 사용되는 실리카(SiO2) 물질에 유기인산계 화합물(di(2-ethyl hexyl)phosphoric acid·이하 HDEHP)을 결합해 나노 구조의 우라늄 흡착용 신소재를 개발했다고 24일 밝혔다.

원자력연 방사화학기술개발부 김종윤 박사 연구팀이 개발한 하이브리드 나노 신소재 합성법 개념도. 한국원자력연구원 제공

우라늄은 자연 상태에서 다양한 물질에 녹아 있고, 방사성폐기물에도 다량 포함돼 효과적으로 추출·회수하는 것이 중요하다. 우라늄 추출은 일반적으로 흡착제를 이용해 이뤄진다. 그간 국내에서는 해외 수입에 의존해 왔다.

하지만 국내에서 우라늄 흡착 성능을 높인 신소재가 개발돼 앞으로 해외 의존도를 낮출 수 있을 것으로 기대된다.

국내에서 개발된 나노 신소재(우라늄 흡착제)는 1g당 136㎎의 우라늄을 흡착할 수 있다. 이는 현재 상용화된 제품 중 최고 성능을 가진 제품과 동일한 수준이다.

특히 이 소재는 간단한 과정으로 합성할 수 있어 경제적이고, 후처리 공정이 없는 덕분에 폐기물을 획기적으로 줄일 수 있어 친환경적이라는 강점도 가진다. 또 메조기공의 크기를 자유롭게 조절할 수 있어 흡착제뿐 아니라 기공에 활성물질을 넣어 전달하는 운반전달체로도 활용할 수 있다고 원자력연은 강조했다.

이번 연구는 과학기술정보통신부 원자력연구개발사업과 산업통상자원부 원전해체경쟁력강화기술개발사업의 지원을 받아 원자력연 방사화학기술개발부 김종윤 박사 연구팀이 수행했다. 연구결과는 국제 학술지 ‘분리정제기술(Separation and Purification Technology)’에 게재됐다.

임상호 방사화학기술개발부장은 “연구팀이 개발한 기술은 우라늄 자원 회수와 방사성 물질로 오염된 폐수를 관리하는 것은 물론 촉매제, 약물전달물질 등 다양한 분야에서 활용할 수 있는 원천기술”이라며 “연구팀은 앞으로도 대규모 생산 및 상용화를 위한 연구를 지속할 것”이라고 말했다.

대전=정일웅 기자 jiw3061@asiae.co.kr