바닷물 방사성 물질 ‘스트론튬-90’ 검사, 하루로 단축

원력연 김현철 박사팀...“국내 기관에 이전, 실제 시료분석에 활용”

26일 오전 경북 포항시 북구 영일대해수욕장 앞 바다에서 포항시청 해양항만과 직원이 바닷물 시료를 채수하고 있다. 포항시는 일본 정부의 후쿠시마 오염수 방류를 앞두고 매주 수요일 마다 시료를 채취해 방사능 검사를 하고 있다./뉴스1

국내 연구진이 바닷물에서 방사성 물질 중 하나인 ‘스트론튬-90′을 하루 만에 분석할 수 있는 장비를 개발했다. 이 장비는 9월부터 국내 바닷물 시료 분석에 활용될 예정이다.

과학기술정보통신부는 27일 한국원자력연구원 원자력환경실 김현철 박사팀이 개발한 바닷물 속 스트론튬-90을 분석하는 장비를 상용화했다고 밝혔다. 이번 연구성과는 해양분야 국제학술지 ‘해양오염회보(Marine Pollution Bulletin)’ 8월호에 게재됐다.

연구팀은 이번 연구에서 개발한 분석법의 활용 확대를 위해 국내 방사능분석기관들을 대상으로 이론과 실습이 포함된 기술 세미나를 진행했으며, 그 성과로 올해 9월경부터 한국원자력환경공단을 시작으로 국내 방사능분석기관인 원자력환경공단(KORAD), 한수원 한빛본부, 경북대 등에서 실제 시료 분석에 활용할 예정이다.

해수에는 스트론튬-90 외에도 칼슘, 마그네슘 등 화학적 거동이 유사한 물질이 많고, 그 중에서도 극미량인 스트론튬-90만을 정확히 분리하여 측정하는 것은 매우 어렵다. 고(高) 숙련된 분석자에 의존적인 기존의 분석법은 분석에만 최소 3주 이상 소요되는 단점이 있다.

스트론튬-90은 시간이 지나면 베타선을 방출하면서 이트륨-90을 만들어 내는데, 14일이 지나면 스트론튬-90과 이트륨-90의 방사능은 같아진다. 연구팀은 이러한 특성에 착안해 이트륨-90을 흡착하는 수지(resin)와 자체 개발한 자동핵종분리장치(KXT-H, Kaeri eXtraction Technology-Hybrid)를 이용해 이트륨-90을 분석해 스트론튬-90의 방사능을 간접적으로 확인하는 분석법을 2021년에 개발했으며, 이는 기존 분석법의 분석 소요시간을 3주에서 2일 즉, 1분의 1로 단축했다.

스트론튬 신속분석법을 개발한 연구진. 임종명 원자력환경실장(왼쪽)과 김현철 박사(오른쪽)./한국원자력연구원

연구팀은 “이번 연구 성과는 자체 개발한 대용량 해수 전처리 장비의 시료 처리 능력을 2배 높여 전처리 소요 시간을 6시간에서 3시간으로 단축함으로써 총 분석 시간이 1일이면 가능하다”면서 “분석 대상인 이트륨-90의 회수율도 60-70%에서 90%수준까지 고도화했다”고 설명했다.

연구팀은 고도화된 기술과 장비를 활용, 제주도 동남권 해역을 2021년 11월부터 2023년 3월까지 조사한 결과 스트론튬-90의 양이 평년과 유사한 1리터(L)당 0.5~1.23밀리베크렐(mBq)로 나타났고, 수심이나 계절에 따른 농도 변화는 관찰되지 않았다고 밝혔다.

또 이번에 개발한 검사법은 해양 방사능 감시에 도움이 될 전망이다. 김현철 박사는 “상용화된 장비의 해외 수출을 위해 기술이전 받은 산업체와 협의 중”이라며 “국가적으로 해양 방사능 분석 물량이 급증하는 시기애 우리 기술을 국내 방사능 분석 기관이 활용할 수 있어 국내 방사능 분석 역량 향상에 기여할 것으로 기대된다”고 밝혔다.

참고 자료

Marine Pollution Bulletin, DOI: https://doi.org/10.1016/j.marpolbul.2023.115258

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