‘순도 90% 이상’ 원자력硏, 우라늄 추출 新기술 개발

국내 연구팀이 세계 최고 수준의 고순도 우라늄 추출 기술을 개발했다.

한국원자력연구원은 방사성폐기물총괄관리실 은희철 박사 연구팀이 각종 금속이 녹아 있는 용액에서 침전반응으로 90% 이상의 고순도 우라늄을 선택적으로 추출할 수 있는 신기술을 개발해 특허출원했다고 10일 밝혔다.

연구진이 침전반응으로 우라늄을 회수하기 위해 무기성 첨가제를 주입하고 있다. 한국원자력연구원 제공

연구팀이 개발한 기술은 질소화합물로 우라늄에 선택적으로 반응하는 조건을 도출, 우라늄 용액에 과산화수소(H2O2)와 질소화합물을 첨가해 우라늄을 침전시키는 원리로 개발됐다.

용액 속 이온 상으로 존재하는 우라늄을 침전·여과시켜 고순도 산화물 형태의 우라늄을 회수하고, 우라늄을 추출한 후에는 사용했던 첨가제를 물과 질소로 분해해 처리하는 방식이다.

이 기술로 용액을 처리하면 최대 95%의 고순도 우라늄을 추출할 수 있다. 이는 기존에 이용되던 다단계 복합공정에서 추출한 우라늄 순도(75~85%)보다 10~20% 높은 수준이다.

침전반응을 통해 우라늄 용액에서 고순도 우라늄을 추출하고 있다. 한국원자력연구원 제공

특히 첨가제 주입과 교반(혼합을 통한 균일화)으로 공정을 단순화하고, 수소 이온 농도 지수(pH) 모니터링을 통해 제어가 가능한 점은 산업현장에서의 활용성을 높일 것으로 연구팀은 내다본다.

무엇보다 연구팀이 개발한 기술을 실제 현장에 접목해 활용하면, 방사성폐기물 속에 있는 우라늄은 회수해 재활용하고, 우라늄 외에 다른 물질은 일반폐기물로 처리할 수 있어 환경·경제적 효과가 클 것으로 기대된다.

우라늄은 광석에서 추출하는 단계부터 활용 후 폐기물에 이르기까지 다양한 물질에 녹아 존재한다. 우라늄 추출 및 회수는 자원을 효율적으로 활용하고, 폐기물을 줄인다는 점에서 친환경 기술로 분류된다.

연구팀은 향후 해외시장 진출과 기술 선점을 위해 세계 우라늄 주요 생산국 등지에서도 특허출원을 진행할 계획이다.

이번 연구는 과학기술정보통신부 일반연구개발사업의 지원을 받아 2021년부터 수행됐다.

김택진 방사성폐기물관리센터장은 “연구팀이 개발한 기술은 세계 최고 수준의 우라늄 추출 기술로, 우라늄 정련 분야에 새바람을 일으킬 것”이라고 자부했다.

대전=정일웅 기자 jiw3061@asiae.co.kr