-원자력연, 침전반응을 통한 90% 이상 고순도 우라늄 추출 기술 특허 출원-

-공정 단순화로 높은 현장 활용성, 방사성폐기물 감소로 높은 환경적․경제적 가치-

□ 원자력발전의 원료인 우라늄은 광석에서 추출하는 단계부터 활용 후 폐기물에 이르기까지 다양한 물질에 녹아 존재한다. 따라서 이 우라늄을 효과적으로 추출하고 회수하는 것은 자원을 효율적으로 활용하고, 폐기물을 줄이는 친환경적 기술이다. 최근 국내 연구팀이 세계 최고 수준의 고순도 우라늄 추출 신기술 개발에 성공해 관심을 끈다.

사진 1. 우라늄 용액에서 침전반응을 통해 고순도 우라늄을 추출하고 있다.

□ 한국원자력연구원은 다양한 금속이 녹아 있는 용액에서 침전반응을 통해 90% 이상의 고순도 우라늄을 선택적으로 추출할 수 있는 기술을 개발해 국내 특허를 출원했다고 10일 밝혔다.

 ㅇ 방사성폐기물총괄관리실 은희철 박사 연구팀은 먼저 특정 질소화합물을 이용해 우라늄에 선택적으로 반응하는 조건을 도출했다. 이 조건을 바탕으로 우라늄 용액에 과산화수소(H2O2)와 함께 해당 질소화합물을 첨가해 우라늄을 효율적으로 침전시키는 기술을 개발했다.

 ㅇ 용액 속에 이온상으로 존재하는 우라늄을 침전, 여과하는 과정을 거치면 고순도의 산화물 형태로 회수할 수 있으며, 우라늄 추출 후 사용했던 첨가제는 물과 질소로 분해해 처리할 수 있다.

 ㅇ 연구팀이 개발한 기술로 처리할 경우 최대 95%의 고순도 우라늄을 추출할 수 있는데, 이는 기존의 다단계 복합공정으로 추출한 우라늄 순도(75~85%)보다 월등히 높은 세계 최고 수준을 자랑한다.

ㅇ 또한, 첨가제 주입과 교반(혼합을 통한 균일화)으로 공정을 단순화했고, pH 모니터링을 통한 제어가 가능해 산업현장에서의 활용성을 높였다.

사진 2. 우라늄 회수를 위한 침전반응을 위해 무기성 첨가제를 주입하고 있다.

□ 한편, 이 기술을 활용해 방사성폐기물 속에 있는 우라늄은 회수하여 재활용하고, 나머지 물질은 일반폐기물로 처리할 수 있어 환경적․경제적 효과가 상당할 것으로 예상된다.

 ㅇ 특히, 우라늄 오염 토양 및 물질의 제염공정에서 발생하는 폐액 처리에도 적용해 2차 폐기물의 50% 이상을 줄일 수 있어 폐기물 처리 비용의 획기적인 절감도 기대할 수 있다.

사진 3. 우라늄 추출 기술 개발 주요 연구진

(왼쪽부터) 방사성폐기물총괄관리실 오맹교 박사, 은희철 실장, 정준영 박사

□ 이번 성과는 과학기술정보통신부 일반연구개발사업의 지원으로 2021년부터 연구를 수행해 맺은 결실로 지난 7월 국내 특허를 출원했다.

□ 연구팀은 향후 해외 시장 진출 및 기술 선점을 위해 세계 우라늄 주요 생산국 등에 해외 특허도 출원할 계획이다.

□ 연구원 김택진 방사성폐기물관리센터장은 “세계 최고의 우라늄 추출 기술로서 우라늄 정련 분야에 혁신적 바람을 일으킬 것”이라며, “세계 우라늄 시장에 진입해 국내 우라늄 수급 안정화에 기여하겠다”라고 밝혔다.