원자력연, 로봇과 센서 활용한 핵종 분리 장치 개발

"방사성폐기물 분석할 수 있는 기술적 돌파구 마련 기대"

한국원자력연구원은 로봇과 센서를 활용해 신개념 방사성핵종 분리 장치를 개발하고 핵종 분리 실험에 성공했다. ⓒ한국원자력연구원

한국원자력연구원은 이종광 선진핵주기기술개발부 박사팀이 세계 최초로 로봇과 센서를 활용한 핵종 분리 장치를 개발했다고 3일 밝혔다.

핵종 분리는 방사성폐기물을 녹인 시료에 특정 핵종과 반응하는 시약을 투입해 각 핵종을 분리한다. 중력으로 분리 용기에 시약을 투입하는 수동 방식과 펌프를 활용한 자동 방식이 있다.

수동 방식은 시약의 속도를 조절할 수 없고, 자동 방식은 펌프와 밸브, 밸브와 연결된 다수의 튜브 등 구성요소가 복잡하고 사전에 정한 시간에 따라 밸브를 조절해야 하는 단점이 있다. 자동 방식은 특히 시약 투입을 조절하는 밸브와 시약이 이동하는 튜브에 방사성 시료가 남아있지 않도록 매번 세척해야 했다.

연구팀이 개발한 분리 장치는 자동 방식을 사용하되 방사성 시료와 접촉하지 않는 액체 취급 로봇으로 시약을 투입한다. 시약 반응으로 분리된 시료는 각각 구분되어 다음 계측 과정을 위해 모여진다. 로봇 덕분에 시료가 잔류하거나 막힐 우려가 있는 밸브가 필요 없어졌고, 튜브 사용량도 획기적으로 줄었다. 이에 방사성 시료와 접촉하는 구성품을 손쉽게 교체할 수 있어 시료 잔류로 인한 교차오염 가능성을 원천 차단할 수 있다.

핵종 분리 용기에 비접촉 센서를 최초로 적용했다. 센서는 시약이 모두 투입된 것을 감지해 분리 용기 내부의 흡착제에 핵종이 흡착되거나 분리되는 과정이 끝나는 것을 실시간으로 알려준다. 기존에 설정한 시간만큼 펌프를 작동하는 방식보다 정확하게 분리할 수 있게 됐다.

류재수 원자력연 선진핵주기기술개발부장은 “향후 기술 상용화를 통해 원자력 시설의 운영이나 해체 시 발생하는 방사성폐기물을 더욱 신속하고 효율적으로 분석할 수 있는 기술적 돌파구가 마련될 것”이라고 강조했다.