[대전=뉴시스] 김양수 기자 = 국내 연구진이 원자력발전소 배관의 방사성 오염물질을 제거 때 독성 화학약품 사용량을 줄이고 제염 후 발생하는 방사성 폐액까지 처리할 수 있는 통합기술을 개발했다.

과학기술연합대학원대학교(UST)는 UST-한국원자력연구원(KAERI) 스쿨 노창현 교수팀이 제염부터 폐액 내 금속제거와 잔류 독성물질 분해까지 연계한 기술을 개발하고 국제학술지에 발표했다고 14일 밝혔다.

이번에 연구진은 기존 제염제에서 구리를 제외하고 독성 물질인 하이드라진 농도를 5분의 1 수준으로 낮췄음에도 제염 성능을 높이는 기술을 확보했다.

1시간 동안 제거한 철의 양은 기존 방식 대비 3배가 많았고 방사성 코발트 제거량도 늘었다. 제염 과정에서 발생하는 슬러지는 절반 이하로 줄었다.

원전 해체과정에서는 작업자의 방사선 피폭을 줄이기 위해 배관내부에 쌓인 방사성 오염물질을 제거해야 한다. 기존에는 독성이 강한 하이드라진 등 화학약품이 사용돼 왔고 제염 후 남은 폐액도 별도로 처리해야 해 2차 폐기물과 환경부담을 줄이는 것이 과제로 꼽혀왔다.

연구진은 탄소강 배관을 300도에서 3주간 부식시켜 실제 원전 배관에 축적되는 코발트 함유 산화막을 재현하고 기술 성능을 검증했다.

이후 제염에 사용한 폐액의 산도를 조절해 철과 코발트를 고체 형태로 침전시켜 걸러내고 과산화수소와 자외선 발광다이오드(LED)를 함께 이용해 잔류 하이드라진을 분해하는 공정을 구축했다.

연구진은 이어 두 처리 방식을 결합했을 때 하이드라진 분해 효과가 더 높고 이 과정에서 생성되는 수산화 라디칼이 독성물질 분해에 핵심 역할을 한다는 사실을 규명했다.

통합 공정에 따른 하이드라진 사용량은 기존보다 약 32% 줄었고, 기술경제성평가(TEA)에서는 운영비용이 약 13% 감소하는 것으로 나타났다. 독성 관련 환경영향도 11~21% 줄일 수 있는 것으로 분석됐다.

이번 연구는 노 교수가 총괄하고 미구타 파우스틴 응굴리미 UST 박사 졸업생이 제1저자로 참여했으며 연구 결과는 환경과학 분야 국제학술지 '저널 오브 하자더스 머티리얼스(Journal of Hazardous Materials)' 10월호에 게재됐다.

연구진은 이번 기술을 가동 중인 중수로 원전의 정비와 영구 정지된 월성 1호기 등 원전 해체 현장에 적용하면 작업자의 방사선 피폭 위험을 낮추고 화학약품 사용량과 슬러지·방사성 폐액 등 2차 폐기물 발생을 줄일 수 있을 것으로 기대하고 있다.

응굴리미 박사는 "2차 폐기물 발생과 운영비용을 동시에 낮출 수 있음을 실험과 평가를 통해 입증했다"고 강조했고 노 교수는 "월성 1호기 등 중수로 원전 해체뿐 아니라 다른 원전 유형과 가동 원전에도 적용할 수 있고 유해물질 정화가 필요한 산업분야로 확장할 수 있을 것"이라고 기대했다.


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