원자력연, 원전 제염 폐액 신속 처리기술 개발

난분해성 폐액 처리기술 ㈜아크론에코에 기술이전

한국원자력연구원(이하 원자력연) 해체기술개발부 임승주 박사팀이 산업시설이나 원자력발전소 제염 후 발생하는 난분해성 폐액을 3시간 만에 처리할 수 있는 기술을 개발했다고 2일 밝혔다.

핵종 나노촉매 이용 폐액처리 장치 시제품. 한국원자력연구

원자력연은 이 기술을 ㈜아크론에코에 정액기술료 2억 5,000만 원과 매출액 3%를 경상기술료로 받는 조건으로 이전했다.

연구팀이 개발한 기술은 방사성 핵종 산화물을 나노촉매로 이용해 난분해성 제염 폐액을 처리할 수 있다.

제염 폐액은 원자력시설 제염 중 발생하며, 여기에는 방사성 핵종을 흡착하기 위해 사용한 난분해성 유기착화제가 포함된다.

미국 등 기술 선진국에서도 이 난분해성 제염 폐액을 처리할 기술이 없어 가열증발로 농축처리하거나 필터, 분리막, 이온교환수지를 이용하는 등 복잡한 과정을 거치고 있다.

때문에 세계적으로 많이 사용하는 관련 기술은 프랑스가 개발한 ‘HP-CORD UV’ 기술로, 제염공정에서 사용한 유기착화제를 자외선과 과산화수소로 분해한 후 이온교환수지를 이용해 처리하는 방법이다.

그러나 이 기술은 유기착화제의 90%를 처리하는데 5시간이나 필요하고, 이 과정에서 다량의 2차 폐기물이 발생하는 문제가 있다.

반면 연구팀이 개발한 ‘방사성 핵종 활용 나노촉매 폐액처리 기술’은 3시간 내에 폐액 98% 이상을 처리할 수 있고, 이온교환수지도 사용하지 않아 2차 폐기물 발생량을 65% 이상 줄일 수 있다.

나노촉매를 이용한 방사성 오염수 단계별 처리 사진. 한국원자력연구원

또 연구팀은 제염 폐액에 난분해성 유기착화제뿐 아니라 구리, 니켈 등 방사성 핵종이 섞여있는 것에 착안, 이를 촉매로 재활용하는 방안을 연구했다.

이에 따라 제염 폐액의 수소이온농도를 알칼리로 조절해 방사성 핵종을 핵종산화물로 만든 후 촉매반응을 일으키는 과황산을 넣은 후 난분해성 유기착화제를 이산화탄소와 물로 빠르게 분해, 깨끗한 물과 가라앉은 방사성 핵종만 남도록 했다.

나노촉매를 이용한 방사성 오염수 단계별 처리 사진. 한국원자력연구원

기존에는 난분해성 유기착화제를 제거하기 위해 백금 등 금속산화물을 사용했기 때문에 비싸고 제조공정도 복잡해 산업현장에 적용하기 어려웠다. 

반면 연구팀이 개발한 기술은 제염과정에서 나오는 부산물로 바로 만들 수 있어 공정이 매우 단순하고 경제적이다.

원자력연은 이번 연구를 토대로 시제품 제작과 공인시험 인증을 마치고, 관련기술 4건을 국내 특허출원하는 한편 미국, 유럽, UAE, 중국 등 국외 특허출원도 준비 중이다.

대덕특구=이재형 기자 jh@kukinews.com