일본 히타치(日立)제작소는 9월 3일 액체상의 고준위방사성폐기물로부터 자원이 되는 지루코니움(Zirconium)을 고효율로 회수하는 기술을 개발했다고 발표했다.

고준위 방폐물 폐액에 몰리브덴을 첨가해 침전물을 생성하며, 이 침전물과 불소를 반응시켜 폐액에 포함돼 있는 지루코니움의 90% 이상을 회수하는데 성공했다.

방사능 준위가 높은 장수명의 핵분열생성물(LLFP)의 핵종을 변환하는 기술과 조합시키면 LLFP의 저감과 자원으로 재이용도 기대할 수 있다.

고준위 방폐물은 원자력발전소의 사용후 연료를 재처리한 후에 폐액으로서 발생하는데 이 폐액에 몰리브덴을 첨가하면 침전물이 생성된다. 이 성질을 이용해 몰리브덴의 농도를 최적화하면 폐액중에 포함된 지루코니움의 95% 이상을 침전시킬 수가 있다.

이 침전물을 불소 가스와 반응시켜 불소화물을 생성한 후에 가열한다. 몰리브덴의 불소화물은 지루코니움의 불소화물보다도 낮은 온도에서 먼전 휘발하기 때문에 양자의 분리가 가능하다.

불소화물을 환원하면 지루코니움을 회수할 수 있는 구조로 된다. 히타치제작소가 고준위 방폐물 폐액을 모의한 시험용액을 사용해 기술을 검증한 실험에서 93%의 지루코니움을 회수할 수 있었음을 확인했다.

회수한 지루코니움에는 방사능 준위가 높고 반감기가 긴 LLFP가 함유돼 있지만 이 LLFP에 반감기가 짧은 핵종 및 방사선을 방출하지 않는 안정 핵종으로 변환하는 핵종변환이라는 기술을 적용하면 지루코니움의 재자원화가 가능하다는 설명이다.

LLFP의 저감 이외에 지루코니움을 내화성 물질 및 센서 재료 등에 유효하게 활용할 수 있을 것으로도 기대하고 있다.

이번 기술개발은 일본 내각부의 총합과학기술․이노베이션 회의가 주도하는 혁신적 연구개발추진 프로그램(ImPACT)의 일환으로 실시한 것이다.

이 프로그램에서는 고준위 방사성 폐기물에 포함돼 있는 LLFP를 분리한 후 핵종을 변환해 폐기물의 양을 줄이며 재자원화를 위한 일련의 연구개발을 추진하고 있다.