국내 연구진이 사용후핵연료에 포함된 희소 원소들이 지하수 등에 어떻게 반응하는지를 연구, 발표했다.
한국원자력연구원(원장 박원석)은 아메리슘(Am), 플루토늄(Pu), 우라늄(U)의 화학반응을 새롭게 규명했다고 2일 밝혔다. 이 연구결과는 올해 국제 학술지에 연이어 발표됐다.
이번 연구는 희소 원소가 심지층 지하수에서 어떻게 반응하는지 분자 수준에서 규명한 우수한 연구 성과다. 지하수 중 물질과 결합해 어떻게 변하고, 이동 및 확산하는지 예측하는 핵심 기초자료로 쓸 수 있다.
맨해튼 프로젝트에서 처음 발견된 인공 방사성 금속인 아메리슘에 관한 연구는 곽경원 고려대 교수 등과 함께 연구했다. 분자 수준에서 아메리슘 화합물의 안정성과 아메리슘 원자에 빛을 쏘였을 때 나타나는 분광 특성의 상관관계를 제시하고, 원소가 결합하는 특성을 발견해 발표했다. 이 연구결과는 미국화학회가 발간하는 국제학술지 '인올가닉 케미스트리' 10월호에 게재됐다.
플루토늄 연구는 윤종일 한국과학기술원(KAIST) 교수팀과 함께 했다. 플루토늄이 자연에 존재하는 탄산이온, 알칼리 토금속과 결합해 3성분 화합물인 칼슘 플루토닐 카보네이트 화합물, 마그네슘 플루토닐 카보네이트 화합물로 변하는 현상을 최초로 규명, 국제 학계의 주목을 받고 있다. 영국왕립화학회가 발간하는 국제학술지 '달튼 트랜스액션' 9월호에 게재됐고, 그 달 가장 뛰어난 논문인 '달튼 트랜스액션 핫 아티클'로 선정됐다.
우라늄의 경우 최신 분광해석기법을 이용해 환원상태의 화학적 특징을 새롭게 규명하고, 우라늄 나노입자가 생성되는 메커니즘을 제시했다. 이 연구 역시 영국왕립화학회가 발간하는 화학분야 국제학술지 '알에스씨 어드밴시스' 10월호에 게재됐다.
연구를 이끈 차완식 책임연구원은 “이번에 연구한 원소들의 화학자료는 국제적으로 매우 부족한 상황”이라며 “지속적인 연구를 통해 국제 사회에 기여하는 한편, 보다 안전하고 지속가능한 국내 원자력 기술 개발을 위해 이바지할 것”이라고 밝혔다.
대전=김영준기자 kyj85@etnews.com
