韓 과학자들, 후쿠시마 오염수 방사성 물질 정화할 실마리 찾았다

한국 과학자들이 일본 후쿠시마 원전 오염수에 포함돼 있지만 사실상 제거가 불가능하던 방사성 물질인 삼중수소를 정화할 실마리를 찾는 데 성공했다.

오현철 경상국립대 에너지공학과 교수와 박지태 뮌헨공대 연구원은 금속과 유기물을 결합한 다공성(多孔性) 소재에서 수소와 중수소의 확산 속도 차이가 고온에서 더욱 커지는 현상을 규명했다고 밝혔다. 수소와 방사성 동위원소인 중수소, 삼중주소 등을 분리할 획기적인 방법을 찾을 수 있을 것으로 기대된다. 이번 연구성과는 신소재 분야 국제학술지 ‘어드밴스드 머티리얼즈’ 표지논문 7일자에 게재된다.

삼중수소가 포함된 오염수에서 일반 물을 화학적으로 분리하는 건 쉽지 않다. 특히 후쿠시마 오염수처럼 삼중수소 농도가 낮을 경우에는 정화가 사실상 불가능하다. 그동안 활용된 동위원소 분리 기술은 다공성 물질 내 좁은 공간에서 무거운 동위원소가 더 빠르게 확산하는 성질을 이용했다. 그러나 영하 254도의 초극저온 환경에서만 확산 속도 차이가 확연히 나타나 고가의 액체헬륨을 사용해야 했다.

연구팀은 기존의 단단한 다공성 소재 대신 알루미늄과 유기물을 결합한 유연한 구조의 다공성 소재를 제안했다. 이 소재를 넣은 진공 용기에 수소와 중수소를 같이 주입해 확산 속도 차이를 계산했다. 그 결과 영하 196도에서 확산 속도 차이가 3배 이상인 것으로 나타났다. 고가의 액체헬륨 대신 액체질소로도 중수소를 효율적으로 분리할 수 있게 된 것이다.

오현철 교수는 “삼중수소는 중수소보다 더 무겁기 때문에 확산 차이가 더 클 것으로 예상된다”며 “후쿠시마 오염수처럼 농도가 낮은 액체 상태의 삼중수소 분리를 위해서는 추가 실험이 필요하다”고 말했다.

김민수 동아사이언스 기자 reborn@donga.com