[초점] 원전 유해물질 흡수 '일라이트'…한국 영월·영동 광산 경제성 '세계 유일'

글로벌 원전시장이 확대되고 있는 가운데 원전에서 발생하는 방사능 유출 초미세 유해 물질을 처리가 중요 과제다. 이런 가운데 유해물질을 흡수할 수 있는 것으로 알려진 일라이트 금속이 주목받고 있다.

특히 한국원자력연구원 연구팀에서 실험한 일라이트의 세슘 흡착력에 대한 연구결과는 놀랍다.
2011년 후쿠시마 대지진 때 누출된 방사능 속에는 포함된 세슘은 공기 중으로 유입되면 암 등의 심각한 질병을 유발하지만 배출 제거가 어렵다. 원자력연구원 팀은 연구 결과에서 “평균 95.5%의 세슘 흡착력을 얻었다”고 밝혔다. 일본이 후쿠시만 원전의 방사성 폐기물을 바다로 배출할 것이 아니라 일라이트 광물을 활용하면 인류와 환경에 미칠 악영향을 크게 줄일 수 있다.


일라이트는 퇴적암이나 열수변질암에 흔한 광물로 카올린, 스멕타이트와 더불어 매우 중요하다. 일라이트라는 명칭은 그림(Grim) 등(1937)이 일리노이주(州) 이질암에서 흔히 산출되는 점토입자 크기의 운모를 ‘일라이트’라고 명명하면서 알려졌다.

1971년 미국점토광물학회(CMS)와 1972년 AIPEA 명명위는 일라이트 명칭부여를 유보하였다. 1984년 CMS의 광물 명명위원회는 “시간이 흐를수록 지식도 진보하기 때문에 일라이트 정의는 앞으로도 계속 변해갈 것”이라는 입장을 보인 후 일라이트의 충족 조건을 몇 가지 제시했다.

그러다가 1984년 “4㎛ 이하 입자크기로 비팽창성과 팔면체이면서 알루미늄이 풍부한 운모같은 광물”을 일라이트로 정의했다. 이는 현재 가장 일반적으로 통용되고 있는 정의다.


일라이트는 중금속 흡착, 유독가스 흡착, 정화 작용, 해독효과가 우수하다고 알려져 있다. 일라이트의 방사능 안정성을 확인하기 위해 우라늄, 토륨, 세슘, 라듐의 방출 특성을 확인한 결과 자연방사능 수준의 방사능이 방출됨으로써 무해하다는 결과가 나왔다.
또한, 일라이트 소재는 아토피 피부염 모델과 장내 염증 모델에서 효능이 확인됐다. 아토피 피부염에 일라이트의 효능 확인을 위해 분석을 진행한 결과 가피 각화, 만성 염증에 유의미한 효능이 있다고 한다. 따라서, 아토피 피부염에 도움을 줄 수 있는 소재로 활용 가치가 높다.


원적외선 방사, 벤젠, 톨루엔, 폼알데하이드, 암모니아 등 유해 물질 탈취ㆍ흡착 효과, 대장균, 녹농균, 황색포도상구균, 살모넬라균, 폐렴균 향균효과, 환경표지 인증 기준에 적합한 유해물질 저감 효과 및 피부 비자극성을 갖고 있다.

일라이트의 입자간 공간에서 발생하는 강한 포집 능력은 환경오염이 지구의 강력한 위협 요소로 존재하는 가운데 실제 많은 일라이트 관련 회사에서는 흡착 탈취제나 공기 정화 형태의 제품을 출시하고 있다.

공기정화기나 공기청정기에 일라이트 함유 원사 필터를 채택할 경우, 원적외선이 방사돼 몸의 혈액순환에 도움을 주는 작용을 하며 원사 필터가 항균과 살균력을 겸비하고 있어 세균번식이 염려되는 필터 문제를 해결한다.


또한 실험 결과에 의하면 세라믹화한 일라이트를 정수기 필터 내부에 충진시켰을 때 물속에 녹아있는 중금속이 걸러지는 효과를 기대할 수 있었다.

한국원자력연구원 연구팀의 실험은 매우 의미가 있다. 연구팀은 일라이트의 세슘 흡착력을 연구했다.

2011년 후쿠시마 대지진 때 누출된 방사능 속에 포함된 세슘은 공기 중으로 유입되면 암 등의 심각한 질병을 유발하지만 배출 제거가 어렵다.

원자력연구원 팀은 물속에 나트륨을 녹여 바닷물과 같은 환경을 조성하고 농도를 달리하면서 일라이트를 넣었다고 한다. 그 결과는 “평균 95.5%의 세슘 흡착력”이었다.

이는 점토광물의 흡착능력 보유 능력 중 매우 강력한 것이다. 연구팀에서는 세슘 흡착력이 강하다는 것은 여타 오염물질이나 독성물질을 흡착하는 능력에서도 매우 뛰어날 수 있다고 말한다.


2001년 영동대학교 정보전자공학부 구경환 교수가 한국전기전자재료학회에 제출한 논문에 따르면, 일라이트는 ‘나노 입자들 사이에 포함된 공기층들이 주변 유해 물질들을 끌어들여 포집’하는 특성을 가지고 있다. 실제로 점토광물들은 대부분 입자와 입자 사이에 미세한 공간 구조를 가지고 있다.

일라이트는 자체에서 음이온을 발생시키고 파장이 길고 진동수가 낮은 원적외선이 다른 물질에 비해 방사량이 많아 인체에 유익한 역할을 할 수 있다. 또한 포집기능은 악취와 부진, 유해가스, 세균 등까지 흡착하거나 탈취하는 기능을 수행할 수 있다.

일라이트를 활용한 성공 사례는 많은데 특히 닭 사육농가에서 그 효능은 상당했다. 일라이트를를 사료에 섞여 먹인 결과 닭들의 질병이 현격히 줄어들었고 조류독감을 예방할 수 있었다. 이 사료를 먹이지 않자 조류독감에 걸렸다고 한다.

일라이트는 동물뿐 아니라 식물군에도 좋은 영향을 미치는 것으로 알려졌다. ‘뿌리가 손상된 화분에 일라이트를 배합하면 회복력과 활착력이 눈에 띄게 상승하고 물 흡입력도 좋아졌다’는 것이다. 일라이트를 사용한 논의 벼들은 태풍이 지나간 후에 그렇지 않은 벼들이 모두 쓰러진 반면 ‘튼튼한 뿌리 덕에 굳건히 서 있었다’고 한다.


일라이트 광물 분포지로는 캐나다 퀘백주, 미국 일리노이주, 펜실베니아주, 중국 사천성, 호주 등이 있으며 이들 지역의 매장량은 소량이다. 반면 한국 충북 영동과 영월에는 수백톤이 맥상으로 대량 매장되어 있다.

개발 경제성을 갖춘 일라이트 광상은 영동군 영동읍 주곡리에서 학산면 아암리까지 폭 2.5㎞ 길이는 18㎞의 광범위한 지질대를 형성하고 있다.

충청북도 영동군과 강원도 영월군 일라이트는 경제성 있게 생산 가능한 규모의 일라이트 광산으로는 거의 세계에서 유일한 광산이다.


일라이트 효용가치에 대해 국가차원 연구를 좀 더 세밀하게 하는 한편 최근 한국과의 관계 회복 조짐을 보이고 있는 일본에 대해 외교카드로 활용할 수도 있다. 일본 원자력당국이 후쿠시마 원전 오염수의 바다 배출을 승인한 상태이지만 한일 연구진이 공동으로 일라이트를 활용한 오염 최소화를 재검토할 수 있다.

원전 오염수를 한꺼번에 바다로 배출하는 것이 아니라면 빠른 시일안에 한일 공동으로 세슘 포집효과를 검토하고 효과가 확인되면 우리가 보유한 일라이트를 일본에 적극 수출할 수 있다.

또한, 세슘을 비롯한 추가적인 유해물질에 대한 포집 효과 확인도 추진해 원전 확대 분위기 속에 유해물질 포집 대안으로 활용하는 방안을 강구할 수도 있다.


박정한 글로벌이코노믹 기자 park@g-enews.com