원자력연, 우라늄 90% 고순도 추출 성공…"농축과는 달라"

방사성폐기물총괄관리실 관련 기술 확보…해외 특허 출원 준비

과학입력 :2024/09/10 15:57

한국원자력연구원이 고효율 우라늄 추출 기술을 개발했다. 원자폭탄을 만드는 우라늄 235 농축 기술과는 다른 개념이다.

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

연구팀은 특정 질소화합물을 이용해 우라늄에 선택적으로 반응하는 조건을 도출했다. 이 조건을 바탕으로 우라늄 용액에 과산화수소와 함께 질소화합물을 첨가해 우라늄을 효율적으로 침전시키는 데 성공했다.

한국원자력연구원이 우라늄 고농도 추출 기술을 개발했다. 왼쪽부터 방사성폐기물총괄관리실 오맹교 박사, 은희철 실장, 정준영 박사.(사진=원자력연)

용액 속에 이온상으로 존재하는 우라늄을 침전, 여과하는 과정을 거치면 고순도 산화물 형태로 회수할 수 있다. 우라늄 추출 후 사용했던 첨가제는 물과 질소로 분리, 처리한다.

연구팀은 "최대 95%의 고순도 우라늄을 추출할 수 있다"며 "기존의 다단계 복합공정으로 추출한 우라늄 순도(75~85%)보다 월등히 높은 세계 최고 수준"이라고 설명했다.

연구팀은 또 "첨가제 주입과 교반(혼합을 통한 균일화)으로 공정을 단순화했다"며 "pH(산도) 모니터링을 통한 제어가 가능해 산업현장에서의 활용성을 높였다"고 부연 설명했다.

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

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김택진 방사성폐기물관리센터장은 “우라늄 정련 분야에 혁신적 바람을 일으킬 것”이라며, “세계 우라늄 시장에 진입, 국내 우라늄 수급 안정화에 기여할 것"이라고 밝혔다.

한편 우라늄 광석은 원자번호 235가 0.7%, 238이 99.3% 차지한다. 235를 5%정도 농축하면 원전 핵연료, 90%이상 농축하면 원자폭탄이 된다. 따라서 혼합된 상태의 광물에서 우라늄을 추출하고, 정제하는 것과 농축은 다른 개념이다.

우라늄 용액에서 침전반응을 통해 고순도 우라늄을 추출하는 과정을 나타냈다.(그림=원자력연)