日 오염수 핵종 2배 빨리 측정…국내 연구진, 해수 전처리 장비 개발

과학기술연합대학원대·한국원자력연구원

김가현 UST-KAERI 스쿨 석사과정생(왼쪽)과 김현철 교수. 가운데는 김 석사과정생이 자체 개발한 방사능측정장비 ‘SALT-100’. UST 제공.

일본의 후쿠시마 오염수 방류 결정으로 인접 국가인 우리나라가 해양방사능 감시에 열을 올리고 있는 가운데, 국내 연구진이 방사능 측정 속도를 2배 높인 대용량 해수 전처리 장비를 개발했다.

과학기술연합대학원대학교(UST)는 김현철 UST-한국원자력연구원(KAERI) 스쿨 교수 및 김가현 석사과정생이 해수 전처리 장비 개발 내용을 담은 논문을 국제학술지 ‘해양오염회보’ 8월호에 발표했다고 9일 밝혔다. 

UST-KAERI 스쿨 연구팀이 기존 분석법을 개선한 기술을 개발한 것이다. 감시핵종 중 하나인 스트론튬-90을 평가하는 기존 분석법은 유해한 화학약품 사용, 3주 이상 소요되는 분석 시간, 분석자 역량에 따른 정확도 변화 등으로 분석에 어려움이 있었다. 

이를 개선하기 위해 연구팀은 지난 2021년 이트륨-90을 측정하는 간접 확인법을 고안했다. 스트론튬-90은 시간이 지나면 이트륨-90으로 변하는데, 20일이 경과하면 두 물질의 방사능 수치는 같아진다.

연구팀은 이 특성에 착안해 이트륨-90으로 스트론튬-90의 방사능 수치를 간접적으로 확인하는 방법을 만들었다. 이트륨-90을 흡착하는 수지와 자체 개발한 자동핵종분리장치(KXT-H)를 이용한 이 분석법은 기존 분석법의 소요시간을 10분의 1로 줄였다. 

여기에 더해 연구팀은 더욱 진일보한 분석기술을 개발했다. 김 석사과정생이 자체 개발한 대용량 해수 전처리 장비는 2021년보다 시료 처리능력이 2배 향상돼 소요시간을 절반으로 줄였다. 투입 해수에서 이트륨-90을 회수하는 비율도 90% 수준으로 개선했다.

이 방법은 분석자 역량의 영향도 덜 받는다. 해수 50L 기준으로 3시간 이내에 전처리 과정을 거치면 다음날 스트론튬-90 방사능 결과값을 얻을 수 있어 분석자 개입이 크게 줄어든다. 

이 기술은 지난해 위드텍에 기술이전돼, 올해는 ‘SALT-100’이라는 장비로 상용화됐다. SALT-100은 현재 한국수력원자력 한빛발전소, 경북대, 한국원자력환경공단(KORAD) 등 3개 기관에 납품됐다. KORAD는 스트론튬-90 분석법을 기술이전 받아 시료 분석에 들어갈 예정이다.

연구팀은 이 분석법이 스트론튬-90처럼 해수에 용존성 이온 형태로 존재하는 세슘-137 분석에도 적용할 수 있는 점에 착안, 세슘-137 분석을 기존 3일에서 1일로 단축하는 기술도 연구하고 있다. 

[문세영 기자 moon09@donga.com]