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윤경병 교수 연구팀, 흡착효율 40배 높은 새로운 방사성 스트론튬 흡착제 개발

조회수 : 577 등록일 : 2019.07.09 16:53

윤경병 교수 연구팀, 흡착효율 40배 높은 새로운 방사성 스트론튬 흡착제 개발

- 원자력발전소의 방사성 스트론튬 누출 사고 시 효과적 대응 –

(왼쪽부터) 윤경병 교수, 문원경 박사과정생

화학과 윤경병 교수 연구팀이 지하수나 바닷물, 사용한 핵연료 재처리 과정에서 얻어지는 방사성 폐수에 존재하는 극미량의 방사성 스트론튬을 효과적으로 흡착하는 물질을 개발하는데 성공했다. 연구결과는 세계적 권위의 학술지인 ‘Energy & Environmental Science’지 온라인 판에 2019년 6월 게재되었다(Impact factor 33.250).

  • 논문제목: Removal of 90Sr from highly Na+-rich liquid nuclear waste with a layered vanadosilicate (바나도실리케이트를 이용하여 고농도 나트륨 이온의 액체 핵폐기물로부터 스트론튬 제거)
  • 저자정보: 윤경병 교수(교신저자), 문원경(제1저자, 박사과정)

그동안 방사성 스트론튬(Sr-90)을 제거하기 위해 여러 가지 물질들이 사용되어 왔지만 방사성 스트론튬의 농도가 1 ppt 이하로 낮아지거나 스트론튬의 흡착을 방해하는 나트륨 이온(Na+)의 농도가 매우 높아지면 물질들의 흡착 능력이 현격히 떨어진다는 단점이 있었다.

연구팀은 기존 흡착제보다 성능이 뛰어난 물질을 개발하는데 성공하고, Sogang University-7란 의미의 ‘SGU-7’이라 명명하였다. ‘SGU-7’은 5X1034개의 나트륨(Na) 이온 중에 섞여있는 단 한 개의 방사성 스트론튬 이온도 흡착하는 ‘고효율 흡착 물질’로, 지금까지 알려진 그 어떤 물질보다 월등한 성능을 보여준다.

방사성 스트론튬은 체내에 들어가게 되면 골수암과 혈액암을 일으키는 맹독성의 이온이다. 이번 연구결과를 토대로 방사성 스트론튬을 혁신적으로 제거할 수 있는 흡착제를 상용화하게 되면 핵발전소의 방사성 스트론튬 누출 사고 시 발생하는 방사성 스트론튬으로부터 인류와 환경을 보호하고, 원자력 발전소의 핵연료 재처리 과정 시 발생하는 방사성 스트론튬을 안전하게 농축하여 폐기하는데 큰 기여를 할 수 있을 것으로 기대된다.

이 연구는 과학기술정보통신부∙한국연구재단이 추진하는 기후변화대응기술개발사업의 지원을 받아 수행되었다. 인공광합성 연구를 수행하던 중 공기 중에서 이산화탄소 (CO2)를 흡착하는 흡착제가 이산화탄소 흡착 성능뿐만 아니라 방사성 스트론튬 흡착도 효율적으로 잘하는 부가 성능이 있음을 밝혀내게 되었다.

한편, 윤경병 교수팀은 2011년 배기가스 중의 이산화탄소를 고효율로 포집하는 제올라이트(SGU-29)를 Science지에 게재하였으며, 2014년 맹독성의 방사성 세슘(Cs-137)을 고효율로 흡착하는 제올라이트(SGU-45)를 Angewandte Chemie International Edition지에 게재한 바 있다.

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