해수 속 스트론튬-90 검출, 30일→하루로 줄였다

원자력연, 분석법 개발 및 상용화 성공
"후쿠시마 오염수 대비 해양방사능 감시 강화 도움"

일본의 후쿠시마 원전 오염수 방출이 시작된 가운데, 우리나라 연구진이 주요 방사성 핵종인 해수 속 스트론튬-90을 기존보다 훨씬 빠르게 검출할 수 있는 기술을 개발해 상용화했다.

과학기술정보통신부는 김현철 한국원자력연구원 원자력환경실 박사팀이 해수 중 스트론튬-90 분석기술을 기존보다 빠르고 정확하게 고도화하고, 관련 분석장비를 상용화했다고 27일 밝혔다.

이번 연구성과는 이달 해양분야 국제저명학술지인 'Marine Pollution Bulletin'에 실렸다. 해수에는 스트론튬-90 외에도 칼슘, 마그네슘 등 화학적 거동이 유사한 물질이 많다. 게다가 극미량인 스트론튬-90만을 정확히 분리해 측정하는 것은 매우 어렵다. 고(高) 숙련된 분석자에 의존적인 기존의 분석법은 분석에만 최소 3주 이상 소요된다.

연구팀은 스트론튬-90이 시간이 지나면 베타선을 방출하면서 이트륨-90을 만들어 낸다는 점에서 아이디어를 얻었다. 14일이 지나면 스트론튬-90과 이트륨-90의 방사능은 같아진다. 연구팀은 2021년 이트륨-90을 흡착하는 수지(resin)와 자체 개발한 자동핵종분리장치(KXT-H, Kaeri eXtraction Technology-Hybrid)를 이용해 이트륨-90을 분석, 스트론튬-90의 방사능을 간접적으로 확인하는 분석법을 개발했다. 기존 분석법의 분석 소요시간을 3주에서 2일, 즉 10분의1로 줄였다.

이번 연구성과는 2021년보다 더 진일보한 것으로, 자체 개발한 대용량 해수 전처리 장비의 시료 처리능력을 2배 향상시켜 전처리 소요시간을 6시간에서 3시간으로 단축했다. 따라서 총 분석시간이 1일이면 가능하게 됐다. 분석대상인 이트륨-90의 회수율도 60-70%에서 90%수준까지 고도화했다. 해수 시료량이 증가할수록 더 정확하고 정밀하게 평가할 수 있기 때문에, 이번 연구성과는 신속성, 정확도, 정밀도 측면에서 기존 분석법보다 향상된 것이다.

연구팀은 고도화된 기술과 장비를 활용해 제주도 동남권 해역을 2021년 11월부터 2023년 3월까지 조사한 결과, 스트론튬-90의 양이 평년과 유사한 0.5~1.23 mBq/L로 나타났고, 수심이나 계절에 따른 농도 변화는 관찰되지 않았다고 밝혔다.

이번에 개발한 검사법은 일본 후쿠시마 원전 오염수 방출에 따른 해양방사능 감시에 도움이 될 전망이다. 김현철 박사는 “해수에서 스트론튬-90을 분리하는 것은 까다롭지만 새로운 시각에서 그 딸핵종(daughter nuclide)인 이트륨-90을 간편하고 신속하게 분석함으로써, 해양방사능 분석에 변화를 가져왔다"고 말했다. 이어 "상용화된 장비의 해외 수출을 위해 기술이전 받은 산업체와 협의 중"이라고 밝혔다.

김봉수 기자 bskim@asiae.co.kr