- 바닷물 속 스트론튬-90 10배 빨리 분석하는 신속분석법 -

- 영해 환경방사능 일상 감시에 효과 기대 -

□ 후쿠시마 방사성 오염수를 바다에 방출한다는 소식에 불안감이 커지고 있다. 사전에 오염을 차단할 수 없다면 오염 상황을 신속하고 정확하게 감시해 그 피해를 최소화하는 것이 가장 중요하다. 스트론튬-90은 원자로에서 생성되는 대표적인 방사성물질로, 이를 통해 방사성 오염수의 향방을 간접적으로 확인할 수 있다. 최근 국내 연구진이 바닷물 속 스트론튬-90을 10배 빨리 분석할 수 있는 새로운 분석법을 개발했다. 바다에서 방사성 오염수가 어떤 경로로 확산돼 가는지 신속하게 확인할 수 있게 된 것이다.

□ 한국원자력연구원(원장 박원석)이 ‘자동핵종분리장치를 이용한 해수 중 방사성 스트론튬 신속 분석법’을 개발했다고 27일 밝혔다.

 ㅇ 스트론튬-90(Sr-90)은 시간이 지나면 베타선을 방출하면서 이트륨-90(Y-90)으로 변하는데, 18일이 지나면 스트론튬과 이트륨의 양이 같아진다. 원자력연구원은 이 특성에 착안했다. 이트륨-90을 흡착하는 수지(resin)와 자체 개발한 자동핵종분리장치(KXT-H, Kaeri eXtraction Technology-Hybrid)를 이용해 이트륨-90으로 스트론튬-90의 양을 간접적으로 확인하는 분석법을 개발한 것이다. 

사진 1. 원자력연구원 원자력환경실에서 해수 중 스트론튬-90 신속분석법을 개발했다 (좌) 임종명 원자력환경실장, (우) 김현철 박사

□ 바닷물 속에는 여러 가지 물질이 녹아있다. 특히 스트론튬-90과 화학적 거동이 유사한 물질이 많아, 그 중에서 극미량인 스트론튬-90만을 정확히 분리해 측정하는 것은 매우 어렵다. 

 ㅇ 환경 감시기관이나 규제기관 역시 바닷물에 특정 이온을 추가해 탄산스트론튬(SrCO3)으로 변화, 침전시키는 과정 등을 수차례 반복해 스트론튬-90의 양을 분석하는 침전법을 사용한다. 이는 정밀하지만 복잡한데다 분석에만 3주가 소요되는 단점이 있다. 

□ 원자력연구원 원자력환경실에서 개발한 신속분석법은 단 2일이면 자동으로 이트륨-90을 분리해 간접적으로 스트론튬-90의 양을 측정할 수 있다. 복잡한 공정을 여러 번 반복하는 침전법에 비해 신속분석법은 분석공정을 단순화하고 자동화하여 10배 빠르게 분석한다. 

 ㅇ 신속분석법으로 검출할 수 있는 최소 농도는 0.4m㏃/㎏(밀리베크렐퍼킬로그램)으로, 표본 1㎏ 중 0.4m㏃의 방사능까지 확인할 수 있다. 이는 침전법의 최소검출가능농도(MDA)인 0.2m㏃/㎏과 유사한 정밀도이다. 

 ㅇ 방사성 오염수가 바다로 흘러들어 해류를 타고 이동하는 시점은 사고가 발생한지 이미 수 일에서 수개월이 지난 후가 대부분으로, 표본 채취 후 분석에 소요되는 시간이 중요하다. 효과적인 대응전략을 수립하려면 신속하고 정확한 검사로 오염수 확산 범위와 이동 경로를 빠르게 파악해야 한다. 사고 상황이 아닌 일상적인 환경 감시에서는 더욱 그러하다. 이 점에서 원자력연구원의 신속분석법에 대한 기대가 커지고 있다. 

 ㅇ 연구를 이끈 김현철 박사는 당초 방사성폐기물을 분석하기 위해 자동핵종분리장치를 개발, 2017년 분석장비 전문기업인 비앤비㈜에 기술이전한 바 있다. 이를 더 발전시켜 해상 오염 감시를 위한 기술로 발전시키는데 성공했다. 김 박사는 “신속분석법은 빠르고 정확한데다 핵종을 흡착하는 수지에 따라 다른 핵종을 측정할 수 있는 범용성을 갖고 있다”며, “현장에서 쉽게 활용할 수 있도록 분석방법을 절차화할 예정”이라고 밝혔다. 

사진 2. 자체 개발한 자동핵종분리장치를 활용해 방사성 스트론튬을 10배 빨리 분석할 수 있다

□ 연구원 박원석 원장은 “환경방사능 감시 기술은 우리 환경을 보전하고 국민이 안심하고 일상생활을 할 수 있도록 보호하는 기술”이라며, “실시간 감시가 가능한 수준까지 기술을 고도화하는데 최선을 다하는 한편, 관계 기관이 협조를 요청하는 경우 적극 지원할 계획”이라고 밝혔다.