미생물로 방사능 오염수를 효과적으로 정화하는 친환경 기술이 상용화 단계에 들어섰다.

한국원자력연구원(원장 하재주)은 세계 최초로 개발한 ‘자연 미생물을 이용한 고방사성 세슘 제거 기술’을 정액기술료 5억원에 매출액 3%를 경상기술료로 지급받는 조건으로 주식회사 범아에 이전하는 기술실시계약을 8일 체결했다.

이전되는 기술은 방사능 오염수와 원전 해체시 배출되는 폐기물에서 방사성 세슘을 저렴하고 간편하게 분리․처리할 수 있어 방사능 오염 확산 방지 및 원전 안전성 향상에 크게 기여할 것으로 기대된다.

원자력연구원 이승엽 박사팀은 자연 미생물로 방사능 오염수 속 세슘을 광물 형태로 만들어 침전시키는 기술을 세계 최초로 개발, 2017년 7월 국내 특허 등록을 마쳤으며, 미국, 일본에도 특허를 출원한 상태다.

땅 속에서 채취한 미생물(황산염 환원 박테리아) 중 방사선에 강한 우수한 종을 선별․배양하여 황산이온과 함께 방사능 오염수에 넣으면, 생물학적 황화반응을 거치면서 세슘 이온을 단단한 크리스탈 결정체인 파우토바이트(CsFe2S3) 형태로 만들어 침전시키는 독창적 기술이다.

▲ 자연산 박테리아가 오염수 내 방사성세슘(Cs-137) 이온들을 작고 안정한 크리스탈 결정체로 바꾸면서 방사성 폐수를 효과적으로 정화하는 모습

일반적으로 세슘은 화학적으로 침전될 수 없다고 알려져 있어, 기존 상용화 기술은 흡착제로 세슘을 흡착하는 방식을 주로 사용해 왔다.

이 방식은 경쟁 이온(칼륨이온 등)이 존재할 때 세슘 제거율이 떨어지고 다량의 폐흡착제가 방사성폐기물로 고스란히 남는 문제가 있다.

또한 흡착제는 고가의 티타늄이나 유독성 물질을 원료로 복잡한 화학 공정을 거쳐 만들기 때문에, 생산 비용이 많이 들고 환경에 이차적인 오염을 유발할 수 있다.

이에 반해 ‘자연 미생물을 이용한 고방사성 세슘 제거 기술’은 물 속 방사성 세슘을 99% 이상 제거하고 악조건인 해수 환경에서도 최소 96% 이상의 세슘을 제거할 수 있어 세계 최고의 성능을 자랑한다. 또, 유독물질 없이 자연 미생물을 이용하여 환경 친화적이고 안전하다.

▲ 최종 생성된 크리스탈 결정체 모습

연구원 이승엽 박사는 “생물학적 방법으로 대량의 방사능오염수를 효과적으로 정화할 수 있는 가능성을 보여줬다”며 “원전 폐수에서 가장 골칫거리 중의 하나인 방사성 세슘을 값비싼 흡착제를 사용하지 않고 친환경적으로 제거하는 획기적 돌파구를 마련한 것”이라고 말했다.