원자력연, 세계 최초 로봇·센서 활용 방사성핵종 분리장치 개발

(대전=뉴스1) 김태진 기자 = 국내 연구진이 세계 최초로 로봇·센서를 활용해 방사성핵종 분리장치 개발에 성공했다.

한국원자력연구원 선진핵주기기술개발부 이종광 박사팀은 세계 최초로 로봇과 센서를 활용한 핵종분리장치를 개발했다고 3일 밝혔다.

핵종분리는 방사성폐기물을 녹인 시료에 특정핵종과 반응하는 시약을 투입해 각 핵종을 분리하는데, 중력으로 분리용기에 시약을 투입하는 수동방식과 펌프를 활용한 자동방식이 있다.

수동방식은 시약의 속도를 조절할 수 없고, 자동방식은 펌프와 밸브, 밸브와 연결된 다수의 튜브 등 구성요소가 복잡하며 사전에 정한 시간에 따라 밸브를 조절해야 하는 단점이 있다.

연구팀이 개발한 분리장치는 자동방식을 사용하되 방사성시료와 접촉하지 않는 액체취급 로봇으로 시약을 투입한다. 시약반응으로 분리된 시료는 각각 구분돼 다음 계측 과정을 위해 모여진다.

이를 통해 로봇 덕분에 시료가 잔류하거나 막힐 우려가 있는 밸브가 필요 없고 튜브 사용량도 획기적으로 줄었다. 이에 방사성시료와 접촉하는 구성품을 손쉽게 교체할 수 있어 시료잔류로 인한 교차오염 가능성을 원천 차단할 수 있다.

연구팀은 여기에 더해 핵종분리 용기에 비접촉센서를 최초로 적용했는데, 센서는 시약이 모두 투입된 것을 감지해 분리용기 내부의 흡착제에 핵종이 흡착되거나 분리되는 과정이 끝나는 것을 실시간으로 알려준다. 기존 설정한 시간만큼 펌프를 작동하는 방식보다 정확하게 분리할 수 있게 된 것이다. 특히 하나의 시료에서 테크네튬, 스트론튬, 철, 나이오븀, 니켈을 순차적으로 분리하는 공정을 효율적으로 진행할 수 있다.

류재수 원자력연 선진핵주기기술개발부장은 “향후 기술 상용화를 통해 원자력 시설의 운영이나 해체 시 발생하는 방사성폐기물을 더욱 신속하고 효율적으로 분석할 수 있는 기술적 돌파구가 마련될 것”이라고 말했다.

이번 연구 성과는 분석화학 분야 저명 학술지 '애널리티컬 케미스트리' 온라인에 지난 11월11일 게재됐다.

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