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원자력 재처리 공정의 용액 분석에서 마이크로 화학칩 기술의 적용

전문가 제언: ○ 원자로에서 타고 남은 사용후 핵연료 중에는 ① 핵분열 생성물, ② 플루토늄, ③ 연소 후에 남은 우라늄 등 3가지가 포함되어 있다. 재처리는 방대한 방사능과 화학약품을 사용하는 위험한 작업이고, 특별한 공장을 필요로 한다. 재처리 공장의 운전관리에는 다양한 분석 시료량과 분석 시간 등이 수반된다. 극미량 및 단시간 분석을 목적으로 마이크로 화학칩 기술이 적용된다. 마이크로 화학칩에 의한 신속한 분리 기술과 높은 감도를 갖는 열렌즈 현미경에 의한 검출 기술을 조합한 기술은 우라늄 및 양성자(H+)에 적용 가능하다는 것이 확인되었다.

○ 마이크로 화학은 마이크로 규모 분자의 반응장, 마이크로 반응로, 화학집적회로 등을 취급한다. 마이크로 화학 분석에는 ① 짧은 확산거리, ② 큰 비계면, ③ 작은 열용량, ④ 작은 레이놀즈수 등과 같은 특징이 있다. 실험계통을 마이크로화하여 극히 효율적인 시스템을 구축할 수 있다. 화학공장의 화학공업 기술 분야에서 혁신적인 신기술이 될 가능성이 있다.

○ 열렌즈 현미경 방법은 분석화학뿐만 아니라 생물학, 물질, 그리고 환경 분야에서도 유망한 측정방법이다. 그러나 열렌즈 현미경 장치는 마이크로 화학칩과 비교하여 비교적 크다. 섬유 광통신기술을 이용하여 열렌즈 스펙트럼 분석을 위한 휴대형 크기의 장치가 개발되었다.

○ 마이크로 화학칩과 열렌즈 현미경을 조합한 분석법은 방사성 핵종을 함유한 용액의 분석뿐만 아니라 귀중하고 미소한 시료를 취급하는 분석이나 다이옥신 등의 유해물질의 분석 또는 O-157(장관출혈성대장균)이나 이상뿌리론 단백질(BSE: 전달성 해면상 뇌증발현물질)의 검출 등 광범위한 분야에서 응용이 가능하다. 원자력 재처리 공정의 용액 분석에서 이 분석법의 적용은 매우 희망적이라고 사료된다.

저자: Manabu TOKESHI, Yasuhisa IKEDA, Takehiko KITAMORI
자료유형: 학술정보