원자력硏, 방사성 오염물질 순식간에 제거한다

UNIST와 협업, 홍합 접착 단백질 모사한 코팅제 개발

95% 수준의 방사성 세슘 제거, 24시간→3시간으로

[대전=뉴시스] 원자력연구원과 울산과학기술원이 홍합 접착 단백질을 모사해 고효율 박리형 제염 코팅제를 개발했다.(사진=원자력연구원 제공)  *재판매 및 DB 금지

[대전=뉴시스] 김양수 기자 = 한국원자력연구원은 울산과학기술원(UNIST)과 공동으로 강력한 접착력을 가진 카테콜(catechol) 물질을 합성한 폴리우레탄(polyurethane) 기반의 박리형 제염 코팅기술을 개발했다고 26일 밝혔다. 건물이나 장비 등의 표면에 흡착된 방사성 핵종을 기존 코팅제보다 월등한 성능으로 제거할 수 있는 기술이다.

카테콜은 홍합의 접착 단백질에서 유래한 화학물질로 벤젠(C6H6) 고리에 알코올기(OH)가 두 개 붙어있는 페놀 종류다. 다양한 표면에 강하게 부착할 수 있는 특성을 가진다.

이를 활용해 원자력연 양희만 박사팀과 UNIST 이동욱 교수팀은 카테콜 물질을 폴리우레탄 고분자 사슬 말단에 합성해 강력한 접착력을 갖는 제염 코팅제 기술을 확보했다.

코팅제를 방사성 오염 표면에 도포 후 건조해 코팅층을 만든 뒤 테이프처럼 벗겨내는 방식으로 기존 상용 코팅제보다 방사성 오염물질 제거 효율은 높고 소요시간은 획기적으로 줄었다.

제염 코팅제에 대한 방사성 동위원소 실험 결과, 스테인리스강 표면의 방사성 세슘 이온 제거 효율은 약 94.9%로 상용 제품의 93.8%에 보다 높게 나타났다.

특히 기존 제품은 작업에 약 24시간이 필요하지만 연구팀의 코팅제는 3시간이면 충분해 작업효율이 획기적으로 높다.

작은 구멍이 많은 시멘트 표면에 대한 실험에서는 코팅제 도포와 1시간 건조 및 박리 과정을 2회 반복한 결과, 단시간에 제거 효율이 13.1%로 나타나 상용 코팅제(8.4%)보다 1.5배 높은 성능이 확인됐다.

카테콜 물질이 가진 강한 접착력과 코팅 내부 결합력 덕분에 오염된 입자와 표면을 효과적으로 포집할 수 있기 때문이라고 연구팀은 설명했다.

또 사용 후 코팅 폐기물은 아세톤 용매에 다시 용해가 가능, 방사성 오염물을 분리하고 흡착제를 이용해 방사성 핵종을 제거하면 소재 재활용도 가능하다.

국방과학연구소 민군협력진흥원 민군겸용기술개발사업의 지원으로 수행된 이번 연구 결과는 재료과학 분야 국제학술지인 '머터리얼즈 호라이즌스(Materials Horizons)' 3월 온라인판에 게재됐다.

양희만 박사는 "이번 기술은 기존 제염 코팅 대비 빠른 제염 속도와 높은 제거 효율, 코팅 폐기물의 처리 및 재활용 가능성까지 제시했다는 점에서 의미가 크다"며 "향후 원전 해체 및 방사능 사고 대응 등 원자력 안전분야에서 다양하게 활용될 것"이라고 밝혔다.


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