바다는 지구 표면의 70% 이상을 차지하는 거대한 생태계이지만, 산업화 시대를 거치며 방사성 오염수라는 심각한 위기에 직면했습니다. 여러 방사성 핵종 중에서도 특히 세슘은 물에 잘 녹아 유출 가능성이 높고, 인체 흡수 시 근육에 축적되어 장기간 생태계에 부정적인 영향을 미칩니다. 반감기가 30년에 달하는 세슘을 효과적으로 제거하는 것은 해양 생태계를 보존하고 인류의 안전을 지키기 위한 필수적인 과제가 되었습니다. 국내 연구진은 이러한 위기의식 속에서 작업자의 안전을 도모하며 세슘을 정화할 수 있는 혁신적인 기술 개발에 매진해 왔습니다.

2019년 국내 연구진은 머리카락 두께의 10분의 1 수준인 약 7마이크로미터 크기의 미세 수중 로봇을 개발했습니다. 이 로봇은 이산화규소 입자에 세슘 흡착용 구리 페로시아나이드를 입힌 형태로, 백금 촉매와 니켈 코팅을 통해 스스로 움직일 수 있는 능력을 갖췄습니다. 폐수 속 과산화수소와 반응해 발생하는 산소 방울을 추진력으로 삼고, 외부 자기장을 이용해 이동경로를 제어할 수 있습니다. 로봇이 직접 물속을 유영하며 오염물질을 찾아내는 방식 덕분에 기존 흡착제보다 세슘 제거속도가 60배나 빨라지는 성과를 거두었습니다.

방사성 물질의 제거 시간을 단축하는 것뿐만 아니라, 오염물질을 더욱 정확하게 제거하기 위한 연구와 실험은 지금도 계속되고 있습니다.

기술의 진보는 여기서 멈추지 않고 더욱 정교한 흡착제 개발로 이어졌습니다. 세계 최고 수준으로 평가받는 꽃 모양의 티타늄 페로시아나이드 나노 흡착제는 표면적이 넓은 겹꽃 구조를 활용해 세슘 제거 능력을 극대화했습니다. 특히 산성에 강한 티타늄을 사용해 pH 1 이하의 강산성 폐수에서도 99.8% 이상의 높은 제거율을 보였으며, 바닷물 속에서도 기존 소재보다 월등한 성능을 입증했습니다. 이는 실험실 수준을 넘어 실제 원전 사고 현장과 같은 극한 환경에서도 충분히 활용 가능한 실질적인 해결책을 제시했다는 점에서 큰 의미가 있습니다.

최근에는 세슘뿐만 아니라 스트론튬까지 동시에 제거할 수 있는 황-제올라이트 복합체 기술이 새롭게 주목받고 있습니다. 기존 제올라이트는 핵종 흡착 성능이 다소 떨어지는 한계가 있었으나, 연구팀은 제올라이트 기공 안에 황을 넣는 세계 최초의 방식을 통해 이를 극복했습니다. 실험 결과 오염된 지하수에서 세슘과 스트론튬을 각각 99.4% 이상 제거하는 탁월한 성능을 보였으며, 제조 과정이 간단하고 저렴해 대량생산에도 유리합니다. 현재 국내외 특허 등록을 마치고 실제 현장 적용을 위한 기반을 성공적으로 마련한 상태입니다.

오염수의 확산을 막기 위해서는 정화 기술만큼이나 신속한 분석 체계를 갖추는 것이 중요합니다. 우리나라는 바닷물 속 방사성 물질을 기존보다 10배 빠르게 분석할 수 있는 '자동 핵종 분리 장치'를 개발해 분석 시간을 3주에서 단 2일로 단축했습니다. 스트론튬 90이 이트륨 90으로 변하는 특성을 이용해 간접적으로 측정하는 이 기술은 우리 영해의 환경 방사능을 감시하는 데 유용하게 쓰입니다. 이러한 끊임없는 연구와 국제적인 성과들은 깨끗한 바다를 유지하고 국민의 불안감을 해소하는 든든한 방패가 되어주고 있습니다.