'日 방사능 오염수' 확산경로 추적, 韓 연구진이 해냈다

원자력연 연구진이 개발한 자동핵종분리장치를 활용해 방사성 스트론튬을 10배 빨리 분석할 수 있다/사진=원자력연

일본 정부의 후쿠시마 핵발전소 방사성 오염수 방류 계획에 불안감이 커지고 있는 가운데 한국원자력연구원(이하 원자력연)이 오염 상황을 신속·정확히 감시할 수 있는 기술을 개발했다.

원자력연은 자동 핵종 분리 장치를 이용해 바닷물 속 방사성 스트론튬-90(Sr-90)을 10배 빨리 분석할 수 있는 기술을 개발했다고 27일 밝혔다.


스트론튬-90은 원자로에서 생성되는 대표적 방사성 물질이다. 이를 통해 방사성 오염수의 향방을 간접적으로 확인할 수 있다.

원자력연이 이번에 개발한 기술은 바다에서 방사성 오염수가 어떤 경로로 확산하는지 신속하게 확인할 수 있다.

스트론튬-90은 시간이 지나면 베타선을 방출하면서 이트륨-90(Y-90)으로 변한다. 18일이 지나면 스트론튬과 이트륨의 양이 같아진다. 원자력연은 이 특성에 착안했다.


이트륨-90을 흡착하는 수지와 자체 개발한 자동핵종분리장치를 이용해 이트륨-90으로 스트론튬-90의 양을 간접적으로 확인하는 분석법을 개발한 것.

바닷물 속에는 여러 가지 물질이 녹아있다. 특히 스트론튬-90과 화학적 거동이 유사한 물질이 많아 그 중에서 극미량인 스트론튬-90만을 정확히 분리·측정하는 것은 어렵다.

환경 감시·규제기관에선 바닷물에 특정 이온을 추가해 탄산스트론튬(SrCO3)으로 변화시키고 침전시키는 과정 등을 수차례 반복해 스트론튬-90의 양을 분석하는 침전법을 쓰고 있다. 이는 정밀하지만 복잡한데다 분석에만 3주가 소요된다.

원자력연 원자력환경실에서 개발한 신속분석법은 단 2일이면 자동으로 이트륨-90을 분리해 간접적으로 스트론튬-90의 양을 측정할 수 있다.

복잡한 공정을 여러 번 반복하는 침전법에 비해 분석공정이 단순한 데다 10배 빠른 분석이 가능하다.

신속분석법으로 검출할 수 있는 최소 농도는 0.4m㏃/㎏(밀리베크렐퍼킬로그램)으로, 표본 1㎏ 중 0.4m㏃의 방사능까지 확인할 수 있다. 이는 침전법의 최소검출가능농도(MDA)인 0.2m㏃/㎏과 유사한 정밀도다.

방사성 오염수가 바다로 흘러들어 해류를 타고 이동하는 시점은 사고가 발생한 지 이미 수 일에서 수개월이 지난 후가 대부분이다. 효과적인 대응전략을 수립하려면 표본 채취 후 분석에 소요되는 시간이 얼마나 줄이느냐가 중요하다.

연구를 이끈 김현철 원자력연 박사는 당초 방사성폐기물을 분석하기 위해 자동핵종분리장치를 개발, 2017년 분석장비 전문기업인 비앤비㈜에 기술이전한 바 있다. 이를 더 발전시켜 해상 오염 감시를 위한 기술로 발전시키는데 성공했다.

김 박사는 “신속분석법은 빠르고 정확한데다 핵종을 흡착하는 수지에 따라 다른 핵종을 측정할 수 있는 범용성을 갖고 있다”며 “현장에서 쉽게 활용할 수 있도록 분석방법을 절차화할 예정”이라고 말했다.