하루 걸리던 작업 3시간만에···방사성 오염물질 제거 코팅기술 개발

[이데일리 강민구 기자] 국내 연구진이 방사성 물질을 다루는 과정에서 건물, 장비 등의 표면에 흡착된 방사성 핵종을 빠르게 제거하기 위해 기존 코팅제보다 우수한 성능을 가진 제염 코팅기술을 개발했다.

한국원자력연구원은 양희만 박사 연구팀이 이동욱 울산과학기술원(UNIST) 교수팀과 강력한 접착력을 가진 카테콜 물질을 합성한 폴리우레탄 기반 박리형 제염 코팅 기술을 개발했다고 26일 밝혔다.

홍합 접착 단백질 모사한 방사성 핵종 제거용 제염 코팅제 기술을 개발한 연구진.(왼쪽부터)양희만 한국원자력연구원 박사, 이동욱 울산과학기술원 교수, 백명진 박사.(사진=한국원자력연구원)

카테콜은 홍합의 접착 단백질에서 유래한 화학 물질로 벤젠 고리에 알코올기가 두 개 붙어있는 페놀 종류이다. 다양한 표면에 강하게 부착할 수 있는 특성을 가진다.

연구팀은 카테콜 물질을 폴리우레탄 고분자 사슬 말단에 합성해 강력한 접착력을 갖는 제염 코팅제를 개발했다. 코팅제를 방사성 오염 표면에 도포 후 건조해 코팅층을 만들고, 이를 테이프처럼 벗겨내는 방식으로 방사성 물질을 신속하게 제거할 수 있다.

연구팀이 개발한 제염 코팅제는 기존 상용 코팅제보다 방사성 오염물질 제거 효율이 높고, 소요 시간을 줄일 수 있는 것으로 나타났다.

방사성 동위원소 실험 결과, 스테인리스강 표면의 방사성 세슘 이온 제거 효율은 약 94.9%로 상용 제품의 93.8%에 비해 높았다. 상용 제품은 작업에 약 24시간이 필요하지만, 연구팀의 코팅제는 3시간이면 충분해 작업 효율을 높일 수 있다.

또 작은 구멍이 많은 시멘트 표면에 대해 코팅제 도포, 1시간 건조, 박리 과정을 2회 반복했다. 그 결과, 짧은 시간에도 불구하고 제거 효율이 13.1%로 상용 코팅제(8.4%)보다 1.5배 높게 조사됐다.

이 밖에 연구팀은 사용 후 코팅 폐기물을 아세톤 용매에 다시 용해할 수 있다는 사실도 확인했다. 방사성 오염물을 분리하고, 흡착제를 이용해 방사성 핵종을 제거해 폐기물 저감과 소재 재활용 가능성을 제시한 것이다.

양희만 원자력연 박사는 “기존 제염 코팅 보다 빠른 제염 속도와 높은 제거 효율, 코팅 폐기물의 처리, 재활용 가능성까지 제시했다는 점에서 의미가 크다”며 “향후 원전 해체 및 방사능 사고 대응 등 원자력 안전 분야에서 다양하게 활용될 수 있다”고 밝혔다.

연구 결과는 재료과학 분야 국제 학술지인 ‘머터리얼즈 호라이즌스(Materials Horizons)’에 3월 온라인 게재됐다.

연구팀이 개발한 박리형 제염 코팅제는 스프레이 형태로 쉽게 활용할 수 있다.(사진=한국원자력연구원)