방사능 성분을 제거하는 물질은 뭐가 있는가여? 답글 바랍니다만…

Question

방사능 성분을 제거하는 물질은 뭐가 있는가여? 특히 후쿠시마 사고 이후 방사능 제거 물질인 해바라기나 숯… 기타 물질들이 각광을 받는 것 같은데 말입니다만… 이외에도 새로 발명한 물질도 있을테고요, 현재 방사능 성분을 제거하는 물질에는 어떤 게 있는지 답글 바랍니다.

Answer 1

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.

방사능 성분을 제거하는 기술은 단순히 오염물을 없애는 것이 아니라, 널리 퍼진 방사성 핵종을 특정 물질에 흡착시키거나 식물 내부로 흡수시켜 관리 가능한 형태로 모으는 과정입니다. 과거부터 알려진 해바라기나 숯 같은 천연 소재부터 최근 개발된 첨단 화학 신소재까지 다양한 물질들이 이 정화 작업에 투입되고 있습니다.

​먼저 식물을 이용한 방식은 토양 정화에 주로 쓰입니다. 해바라기나 유채는 방사성 세슘을 자신들의 생장에 필요한 칼륨으로 착각하여 뿌리로 빨아들이는 성질이 있습니다. 이렇게 식물 몸체로 응축된 방사능 성분은 나중에 식물을 수거해 소각하거나 격리하는 방식으로 처리됩니다. 숯이나 제올라이트 같은 다공성 물질은 미세한 구멍 속에 방사성 요오드 가스나 세슘 이온을 자석처럼 끌어당겨 가두는 역할을 합니다. 특히 제올라이트는 후쿠시마 오염수 정화 설비에서 핵심적인 필터 재료로 활약하고 있습니다.

​최근에는 화학적으로 훨씬 강력한 선택성을 가진 물질들이 주목받고 있습니다. 프러시안 블루라는 푸른색 염료는 방사성 세슘과 결합하는 힘이 매우 정교하고 강력하여, 이를 나노 입자나 섬유 형태로 가공해 오염수 속의 세슘만 쏙 골라내는 데 사용됩니다. 또한, 금속과 유기물을 결합해 만든 다공성 유기 골격체는 제올라이트보다 표면적이 훨씬 넓고 구멍 크기를 원자 단위로 조절할 수 있어 특정 방사성 물질을 거의 완벽하게 포집할 수 있는 차세대 신소재로 기대를 모으고 있습니다.

​결국 방사능 제거 물질들의 핵심 원리는 방사성 핵종이 가진 고유한 크기나 전하적 특성을 파고들어 이를 단단히 붙잡는 것입니다. 이러한 물질들은 오염된 환경을 원래대로 돌려놓는 든든한 방패 역할을 하며, 인류가 방사능 사고의 여파를 최소화하고 안전을 확보하는 데 필수적인 도구가 되고 있습니다.

Answer 2

안녕하세요.

우선 방사능 자체를 없애는 물질은 없습니다. 방사성 동위원소는 각 원소의 핵이 스스로 붕괴하며 시간이 지나야 줄어들기 때문에, 어떤 물질을 뿌려서 방사능을 즉시 소멸시키는 것은 불가능합니다. 대신 현실적으로는 방사성 물질을 흡착, 포집, 분리, 차폐 후 배출 촉진하는 기술을 사용하는데요, 환경 오염 정화에 쓰이는 대표 물질은 흡착제와 이온교환체입니다. 예를 들어 숯 계열의 활성탄은 매우 넓은 표면적을 가져 일부 방사성 오염물질이나 유기 오염물 동반 성분을 흡착하는 데 사용됩니다. 제올라이트는 후쿠시마 이후 많이 언급된 광물인데요, 다공성 구조와 음전하 골격 때문에 특히 세슘-137, 스트론튬-90 같은 양이온성 핵종 제거에 활용되고 실제로 오염수 처리, 토양 개량, 필터 매체 등에 널리 사용되고 있습니다. 또한 이온교환수지는 원자력 시설 수처리에서 매우 중요한데요, 물속에 녹아 있는 방사성 이온을 선택적으로 붙잡아 제거합니다.

말씀해주신 해바라기는 식물 복원의 개념인데요, 일부 식물은 토양 속 특정 금속이나 방사성 원소를 흡수해 줄기나 잎에 축적할 수 있습니다. 이후 식물을 수거해 폐기함으로써 토양 오염을 줄이는 것인데요, 해바라기가 유명해졌지만, 효과는 토양 조건이나 핵종 종류,농도에 따라 제한적이며 만능 해결책은 아닙니다. 인체 내부 오염의 경우에는, 요오드화칼륨이 사용되는데요, 이는 방사성 요오드가 갑상선에 축적되는 것을 막는 예방 약물입니다. 또 프러시안 블루는 체내 세슘과 탈륨 배출을 돕는 약제로 사용되고, DTPA는 플루토늄나 아메리슘 등 일부 금속 핵종과 결합해 배출을 촉진합니다. 감사합니다.