Cesium removal in water using magnetic materials ; A review

자성체 물질을 이용한 수중의 세슘제거 동향

Abstract

Even after the Fukushima nuclear accident in 2011, the rate of production of electric energy using nuclear energy is increasing, but there is a great danger such as the radioactive waste produced when using nuclear power, the catastrophic accident of nuclear power plant, and connection with nuclear weapons. In particular, Cs present in the ionic form of alkaline elements has a long half-life (30.17 years) because it is readily absorbed by the organism and emits intense gamma rays, thus presenting a serious radiation hazard. Therefore, it must be completely removed before it can be released into the natural ecosystem, because it can adversely affect not only humans but also natural ecosystems. Many adsorbents and ion exchangers which have high Cs removal efficiency have been used in recent years to completely separate and remove by self separation in water. Many adsorbents and ion exchangers which have high Cs removal efficiency have been used in recent years to completely separate and remove by self separation in water. In addition, researches have been doing to synthesize magnetic materials with adsorbents such as HCF and PB, and it shows a great effect in the removal rate of Cs present in wastewater or the maximum Cs adsorption amount. In particular, when a magnetic material was applied, excellent results were obtained in which only Cs was selectively removed from other cations. However, new problems such as applicability in the sea where Cs is directly released, applicability in various pH ranges, and failure to preserve the magnetizing force possessed by the magnetic body have been found. However, researches using ferromagnetic field with stronger magnetic properties than those of magnetic bodies is considered to be insufficient. Therefore, it is considered that if the researches combining the ferromagnetic field with the magnetization ability and functional adsorbents more actively, the radioactive material Cs which adversely affects the natural ecosystem can be effectively removed.

1. 서론

급진적인 산업화와 그에 따른 경제 성장으로 인하여 에너지 수요가 지속적으로 증가하고 있다. 2011년 후쿠시마 원자력 사고 이후에도 원자력은 2014년 기준으로 2410(TWh)의 전기 에너지를 제공하여 전 세계 전력 생산의 약 11%를 제공하였다[1]. 현재 존재하는 개발 과정에 있는 원자력의 개수는 7기이며, 추가로 6기를 건설하기 위해 계획하고 있다. Fig. 1.은 국내에 존재하는 원자력 발전소의 위치와 개수를 보여준다[2].

Fig. 1 Status of Domestic Nuclear Power Plants. [2]

Fig. 2.는 국내 전력 구성 현황을 보여준다. 즉, 원자력을 이용한 발전은 국내 및 전 세계적으로 증가 추세에 있지만, 방사성 폐기물의 생산, 원자력 발전소의 파국적인 사고 및 핵무기와의 연계 등과 같은 엄청난 위험을 가지고 있다.

Fig. 2 Status of Domestic electric power. [2]

이러한 엄청난 양의 방사성 핵종은 해수를 포함한 주변의 자연환경까지 악영향을 미쳤다[3]. 과거의 체르노빌과 현재의 후쿠시마에서 목격한 생태계와 인간의 생명을 위협하는 것과 같은 우발적인 방사성 핵종의 방출은 심각한 환경문제와 생태계 파괴까지도 야기 할 수 있다. 이러한 방사성 및 기타 독성 물질들을 처리 없이 직접적으로 자연생태계로의 배출을 감소시키기 위해 많은 관심을 가져야 하며, 방사성 폐기물의 처리 및 제거를 위한 공정 및 기술의 지속적인 개선이 필요하다. 방사성 폐기물은 1가, 2가 및 3가 금속 양이온을 포함하는 다양한 방사성 동위 원소로 구성된다[4]. 그 중에서도 Cs은 알칼리성 원소로서 이온 형태로 존재하며, 긴 반감기(30.17년)를 가지고 있고 고에너지 베타 입자와 강렬한 감마선을 방출하기 때문에 심각한 방사선 위험성을 나타낸다[5]. 즉, 인간뿐만 아니라 자연생태계에까지 악영향을 미칠 수 있는 Cs은 배출되기 전에 완벽하게 제거를 해야 한다. 따라서 방사성 폐기물로부터 Cs을 효율적이고 선택적으로 제거하는 것은 원자력 산업 및 연구 분야에서 높은 요구를 받고 있다[6]. 현재 수중에 존재하는 Cs을 제거하기 위한 방법으로는 침전, 이온 교환, 액상 액체 추출 같은 기존의 수처리 방법이 많이 사용되고 있다[7-8].

본 연구에서는 원자력 발전소를 통해 생성되는 여러 가지의 방사성 물질들 가운데 생태계에 큰 문제점을 유발한다고 알려져 있는 Cs의 생성원인, 거동 그리고 Cs이 인간에게 직접적으로 미치는 악영향을 조사하였다. 또한, 최근 수중의 미량오염물질을 효과적으로 제거하기 위해 많이 사용되고 있는 자성체를 적용한 Cs의 제거 사례들을 조사하였으며, 자성체의 기능을 증대시킨 초상자성체(Superparamagnetic)의 적용 사례들을 정리하였다[9]. 마지막으로 높은 회수율 및 현장 적용성과 같은 장점을 지닌 강자성체(Ferromagnetic)의 특징에 대해서도 기술하였으며, 연구 조사된 결과를 바탕으로 강자성체가 가지고 있는 강한 자성과 복합체의 결합을 통해 새로운 형태의 복합체 제조에 관한 정보를 제시하여 연구방향을 제시하고자 한다.

2. Cs의 생성 및 유해성

세슘(Cesium, Cs)은 인간의 활동에 의해 환경으로 방출된 가장 위험하다고 알려진 여러 가지의 방사성 핵종 하나이다. Cs은 1가 이온으로써, 1가 이온은 화학적인 고유의 특성이 없다[13]. Cs은 하나로 존재 하는 것이 아니라 40개의 여러 동위원소가 있다. 이러한 Cs은 양성 알칼리 금속으로써, 다른 여러 알칼리 금속 가운데 가장 반응성이 높다[10]. Cs의 동위원소에는 비교적 잘 알려진 Cs¹³³, Cs¹³⁵, Cs¹³⁷등이 있으며, 이들은 모두 각각 반감기가 다르다. 대표적인 Cs 동위원소들의 반감기는 Cs¹³⁷는 약 30년, Cs¹³⁵는 2.3 × 10⁶년, Cs¹³⁴는 2.06년으로 알려져 있다[10]. 이 들은 주로 핵무기의 시험, 핵 물질 생산 원자로의 운전, 핵연료의 재처리, 폐기물 관리, 군사용 핵무기 제조와 같이 원자력 에너지를 통해 생성된다. 다른 동위원소들과 달리 Cs¹³³은 자연 속에서 생성되어 가장 안정적이며 미량으로 밖에 존재하지 않아 인체에 영향을 미치지 않는다. 다른 동위 원소인 Cs¹³⁷은 가장 위험한 동위원소로 알려져 있다. 그 이유는 다른 동위원소들에 비해 비교적 긴 반감기(약 30년)를 가지고 있으며 상대적으로 높은 에너지의 베타 입자를 방출하기 때문이다[11]. 이러한 방사성 Cs으로 인한 오염은 심각한 사회 및 환경문제를 유발한다[7]. 대부분의 Cs¹³⁷은 핵분열 과정에서 생성 되어진 다른 방사성 핵종의 부패로부터 생성된다. 대표적인 예로, 핵분열을 통해 생성된 제논(Xe)¹³⁷의 반감기(T=1/2)는 3.8분으로써 매우 짧은데 반감기를 통해 분열될 때 Cs¹³⁷로 분해된다. 또한 우라늄(Uraniium, U)²³⁵, U²³³ 및 플루토늄(Plutonium, Pu)239의 열분해에 의해서도 생성된다. Cs¹³⁷은 반감기가 약 30년인 방사성 핵종으로써, 분열과정에서 베타(β)와 감마(γ) 에너지를 방출하면서 바륨(Ba)¹³⁷으로 변하게 된다. Cs¹³⁷이 반감될 때 2개의 베타입자를 방출하는데, 그 중 β1(최대 에너지=0.5120MeV이고 평균 에너지는 = 0.174MeV)를 통해 0.662MeV의 에너지를 방출하는 준안정한 Ba¹³⁷로 분해되며, 또 다른 에너지인 β₂(최대 에너지 = 1.174MeV, 평균 에너지는 0.417MeV)를 통해 약 0MeV의 에너지를 방출하는 Ba¹³⁷로 분해된다. 그렇기 때문에 두 Ba의 에너지 차이는 약 0.6617MeV이다. 그 중 β₁은 총 에너지 중 94.6%를 차지하며, β₂는 약 5.4%를 차지한다[12]. 이런 과정을 통해 Cs¹³⁷은 원자번호가 56이며 질량수는 동일한 Ba¹³⁷로 분해된다. 이때 Cs¹³⁷이 Ba¹³⁷로 분열과정을 거치면서 감마(γ)에너지를 방출하게 되는데, 우리가 쉽게 접하게 되는 방사성 피해는 이 분열과정을 통해 방출되는 γ에너지를 접하기 때문이다[12]. Fig. 3.은 Cs¹³⁷이 β를 방출하며 Ba¹³⁷로 분해되는 모식도이다.

Fig. 3 The collapse diagram of Cs¹³⁷ [12]

3. 자성체

3.1 자성체란

자성체(Magnetic Substance)란 자성을 지니고 있으며, 외부자기장이 주어지게 되면 자성을 띄며 자화하는 물질들을 말한다. 이러한 자성체들은 메탈 기반의 구성을 갖는 무기 및 0차원의 물질이다[15]. 자성체는 종류에 따라 고유의 성질을 가지고 있으며, 이에 따라 크게 상자성(Paramagnetic), 초상자성(Superparamagnetic), 그리고 강자성(Ferromagnetic)으로 분류된다[16]. 상자성(Paramagnetic)은 외부자기장이 주어지게 되면 모멘트의 방향이 불규칙적으로 분포하기 때문에 일정한 방향을 가지고 있지 않아 다른 자성체들에 비하여 비교적 약하게 자화하여 자성의 크기가 작다[16]. 초상자성(Super-paramagnetic)은 상자성(Paramagnetic)의 크기가 나노사이즈 정도의 입자를 가질 때 나타나는 것으로, 입자의 크기가 충분히 작은 나노 사이즈의 입자일 경우에는 자화하는 것이 온도의 영향을 받아 온도에 따라 스핀의 방향이 임의로 바뀌게 된다. 그렇기 때문에, 외부 자기장 적용되어도 전체적으로 스핀의 방향이 일정하지 않게 배열되는 상태를 말한다[16]. 마지막으로 강자성(Ferromagnetic)은 외부자기장을 주게 되면 스핀의 방향이 동일한 방향으로 정렬된 상태에서 자화를 하게 되며, 외부자기장이 제거되어도 스핀의 방향을 그대로 유지하고 있어 스스로 자화를 하는 성질을 가지게 된다. 자기장을 제거한 이후에도 자성을 띄는 물질들을 강자성체라고 말한다. 강자성체의 상호작용은 자성체 본연의 자성은 없어 자기(Magnetism)는 가지고 있지 않지만, 외부 자기장이 주어지게 되면 자성력을 가지게 되어 외부 자기장과 강하게 반응한다[15]. 자성체는 종류에 따라 각각의 다른 성질들을 가지고 있는데, Fig. 4.의 자기이력곡선(Hysteresis Loop)을 통해 알 수 있다. 자기이력곡선이란 외부 자기장의 세기에 따라 취해진 값들을 그래프로 나타낸 것이다[16].

Fig. 4 Hysteresis curve according to magnetic type. [17]

Fig. 4.의 자기 이력 곡선을 살펴보게 되면, 자기이력 곡선에서 세로범위의 잔류 자성(자기장을 가해준 뒤 잔류하고 있는 자성)과 가로범위의 보자력(자화된 자성체의 자화도를 0으로 만들어 주기 위해 걸어주는 역자기장의 세기)의 차이를 확인 할 수 있다. 또한, +부분에서 Max값과 –부분에서 Min값 역시 자성체에 따라 값의 차이가 있다[18]. 잔류 자기장과 보자력은 각각의 자성체 종류에 따라 고유의 값을 가지고 있음을 알 수 있다[19].

여러 가지의 자성체들 가운데 나노 사이즈의 자성체(Magentic Nano Particles, MNP)는 현재 수처리 과정에서 가장 효율이 높다고 알려져 있어 많은 연구가 진행되고 있다[20]. MNP는 높은 포화 자화(Ms), 생체 적합성 및 낮은 독성과 같은 고유의 특성을 가지고 있다. 최근 몇 년 동안, MNP는 기능성 혼합물들의 고정화를 위해 고체 지지체로 사용하고 있다[21]. 자성체들은 수처리 과정에서 하수 또는 폐수에 외부 자기장을 가해주게 되면 자성을 가지고 있는 자성체 입자들을 자기장으로 끌어당겨 수중에서 분리하는 자가분리의 성질을 이용한다. 자가분리는 자성의 성질을 이용하므로 자기장의 구배, 입자 크기 및 자기의 특성에 크게 영향을 받게 된다[22].

Fig. 5.는 Cr(VI) 제거를 위하여 자성체를 이용한 복합체가 외부 자기장으로 인해 자기장으로 모여 물과 분리되는 자가분리의 기본적인 모식도를 보여준다[23].

Fig. 5 Removal of Cs (Vi) Using a magnetic material. [23]

3.2 초상자성체(Superparamagnetic)을 통한 Cs 제거

Cs을 제거하기 위한 이온교환, 역삼투법, 흡착, 전기분해등과 같은 기존의 방법들은 복잡한 처리 절차와 고비용 및 2차 오염 등과 같은 단점을 가지고 있다. 이러한 기존의 단점을 줄이기 위하여 자기력을 가지고 있는 자성체와 기존의 공법에서 사용한 기능성 물질들을 결합한 복합체 개발에 관해 많은 연구가 진행되고 있다[24-26]. 사용되어진 흡착제를 원심 분리와 필터장치를 통해 수중에서 제거하는 기존 공정에 비해, 초상자성체를 흡착제와 합성하여 제조한 복합체의 적용 시 외부 자기장을 통해 높은 처리효율과 회수율을 얻을 수 있다. 또한, Fe₃O₄와 같은 초상자성체는 고유한 자기 반응성, 저렴한 비용 및 친환경 특성을 가지고 있어 광범위하게 연구되고 있다[27]. 특히, Cs과 같이 미량이라도 잔존할 경우 생태계 환경에 치명적으로 악영향을 줄 수 있는 방사선 이온들을 완벽하게 제거하기 위하여 초상자성체와 기존의 기능성 물질들인 Clay, 제올라이트, 프러시안블루 이용하여 폐수로부터 완벽히 분리하여 처리하기 위해 많은 방법의 연구가 진행되고 있다.

Hwang et al. [28]은 Cs¹³⁷을 효과적으로 제거를 위해 NaCuHCF의 자기분리를 향상시키고, 수중에서 완벽히 분리하기 위하여 나노크기의 자성체를 결합한 자성 나노 입자(NaCuHCF-MNPs)를 제조하였다. 지지체로는 자성체 종류들 가운데 초상자성체의 종류인 Fe₃O₄를 사용하였다.

Fig. 6.은 위의 과정을 통해 생성된 자성나노입자(NaCuHCF-MNPs)의 제조 과정을 도식화 한 것이다.NaCuHCF-MNPs는 45.2 emu/g이라는 우수한 자화 값을 얻었으며, 10분 이내에 Cs의 흡착 평형이 빠르게 이루어졌고 흡착제의 최대 흡착 용량은 125mg/g 이였으며 99.428% 이상의 Cs의 제거율을 얻었다. 또한, 수중에 방사성 양이온이 존재하는 경우에도 Cs¹³⁷을 우선적으로 흡착하였다. Fig. 7.은 수중에 NaCuHCF-MNPs 입자가 존재하는 사진(왼쪽)과, 외부자기장을 통해 자가분리를 통해 수중으로부터 분리가 이루어진 상황(오른쪽)을 보여준다.

Fig. 6 Process for the perparation of NaCuHCF-MNPs to remove Cs. [28]

Fig. 7 Mixture of NaCuHCF-MNP (left), A soltuion of NaCuHCF-MNP separated through a magnet (Right). [2]

이외에도 현재 많은 연구자들이 저렴한 가격으로 쉽게 구할 수 있고, 넓은 pH의 범위에서도 안정적인 반응이 가능한 Hexacyanoferrate(HCF)와 자성체를 혼합하여 다양한 연구를 진행 중에 있다.

Moamen et al. [29]은 Zeolite들 중 가장 개방된 구조를 가지고 있는 Zeolite Y를 MNP를 혼합하여 Magnetic nano-sized Zeolite(MNZ)를 제조하여 Cs 제거에 이용하였다. MNZ는 제올라이트의 종류 중 흡착효율이 좋다고 알려져 있는 나노 사이즈의 제올라이트와 자성체를 지지체로서 결합하여 흡착 연구를 진행하였다. Fig. 8.은 MNZ의 제조방법을 간단하게 도식화 하여 표현한 것이다.

Fig. 8 Manufacturing process of magnetic nano-sized zeolite. [29]

Fig. 9.는 제조한 MNZ를 TEM 현미경을 통해 촬영한 그림이다.

Fig. 9 Magnetic nano-sized zeolite photographed by TEM microscope. [29]

제조된 MNZ의 최대 Cs 흡착량은 298.50mg/g로 확인할 수 있었다. 아래의 Table. 1.은 제조된 MNZ과 기존의 재료들의 Cs에 대한 흡착량을 비교하였다. 나노 사이즈의 Zeolite Y와 MNZ의 최대 흡착량은 큰 차이를 보이지 않기 때문에 Zeolite의 흡착 특성은 그대로 가지고 있을 뿐만 아니라, 반응이 진행되고 난 이후에 용액에서 분리할 경우 원심분리와 같은 기존의 방법을 고려하지 않고 자성체의 자력을 이용한 자기분리를 통하여 손쉽게 분리할 것으로 보인다.

Table 1. The adsorption amount of Cs according to the form of Zeolite

Yang et al. [34]은 MNP에 산화 그리핀 처리를 하여 프러시안블루(Prussian blue, PB)와 결합을 통해 나노 복합체를 제조하였다. 사용되어진 초자성체(Fe₃O₄의 크기는 8-12nm 이였으며, 기존의 PB/Fe₃O₄에 Graphen Oxide(GO)를 첨가하여 기존의 복합체보다 높은 Cs 흡착능이 형성된 것을 발견하였다. 최종적으로 제조된 PB//GO 구성 비율을 살펴보게 되면 1.6%의 GO, 39%의 Fe₃O₄및 59.4%의 PB으로 구성됨을 확인하였다. Fig. 10.은 제조된 Magnetic /Prussian blue/graphene oxide(PB/Fe3O4/GO)이 폐수 속에서 Cs을 흡착하는 과정과 자기분리를 통해 폐수와 분리하는 과정을 보여준다.

Fig. 10 Magnetic Prussian blue/Graphene oxide reaction process and magnetic spearation process. [34]

새롭게 제조된 Magnetic Prussian blue/Graphene oxide의 최대 Cs 흡착 용량은 43.52mg/g이며, 2시간 동안 반응을 진행 하게 되면 흡착제의 최대 흡착능의 80%까지 도달함을 확인할 수 있다. Cs은 새로운 흡착제의 제올라이트의 화학적 흡착(K/H와 교환)과 물리적 흡착(이온 트래핑)에 의해 흡착되었다.

Yang et al. [35]의 또 다른 연구로써 물에서 방사성 Cs을 제거하기 위해서 PB와 자성체를 결합함과 동시에 Graphene oxide를 첨가하여 Magnetic Prussian blue/Graphene oxide (PB/Fe₃O₄)를 제조하였다. Fig. 11.은 PB와 Fe₃O₄/GO를 합성하는 과정의 모식도이다.

Fig. 11 Manufacturing process of PB/Fe3O4/GO. [35]

제조된 복합체를 통하여 수중에 있는 Cs을 제거하는 실험을 진행한 결과 Cs에 대한 흡착율은 90%이상이 측정되었고, 최대 흡착능의 70%까지 도달하는 데 30분도 채 걸리지 않았음을 발견할 수 있으며, 복합체의 최대 흡착용량은 55.56mg/g이 나오는 것으로 나왔다. 이후 외부 자기장(자석)을 통하여 자기분리를 시도한 결과 Fig. 12.와 같이 완전하게 분리됨을 확인 할 수 있었다.

Fig. 12 (Left) Magnetic separation of PB/Fe3O4, (Right) Magnetic separation of PB/Fe3O4/GO in water. [35]

Table. 2는 앞서 소개한 연구들 뿐 만 아니라 자성체와 물질들을 결합하여 진행한 선행연구들을 모아 정리하였다.

Table 2. Graph of magnetic behavior, magnetic direction, and moment of magnetic materials. [37]

표에서 정리한 연구 이외에도 자성체와 다양한 흡착제들을 결합하여 수중에 존재하는 Cs을 제거하기 위하여 많은 연구들이 진행되고 있다. 자성체는 금속 산화물로 이루어져 있기 때문에 직접적으로 Cs과 반응하여 Cs을 제거하기에는 문제점이 있다. 또한, Cs을 제거하기에 탁월하다고 알려진 여러 흡착제들은 수중에서 Cs과 반응 한 뒤 분리하는 과정이 힘들다는 단점을 가지고 있다. 이러한 각자의 물리적 화학적 단점들을 자성체와 흡착제들을 결합함으로써 서로 보완해 줄 수 있을 것이라고 판단되며, 앞으로 많은 연구를 통해 자성체와 여러 흡착제들을 결합하여 더욱 더 제거 효율이 좋은 복합체들을 생성해야 한다고 판단된다.

3.3 강자성체

강자성체(Ferromagnetic)란 외부 자기장이 주어지게 되면 외부 자기장의 방향으로 모멘트가 형성되어 보다 강하게 자화한 이후 외부 자기장이 없어져도 잔류 자성으로 인하여 자기력이 남아 있는 강자성의 성질을 가지는 물체들을 말한다[16]. Fig. 4.의 자성체의 자기이력 곡선에서 보듯이 강자성체에서 각 원자는 상대적으로 다른 자성체 보다 큰 쌍극자 모멘트를 가지고 있다. 강자성체의 각각의 외부자기장이 주어지기 전의 원자는 Fig. 13. (a)과 같이 병렬 방향에서 모멘트들이 불규칙적으로 배열되기 때문에, 전체 효과는 상쇄되어 외부자기장이 주어지기 전의 강자성체 자체로는 자기 모멘트를 가지고 있지 않게 된다.

Fig. 13 (a) The direction of the ferromagnetic moment before the external magnetic field is given, (b) The moment inside the ferromagnetic body after the external magnetic field is given. [36]

그러나 외부자기장이 주어지게 되면 Fig. 13.(b)처럼 자기장이 적용되는 방향으로 모멘트들의 방향이 동일한 방향으로 전환되며 자화가 진행되어 자기력을 가지게 된다[36]. 자기장이 제거되더라도 자기구역 안에 스핀들이 평형을 이루고 있으며, 동일한 방향으로 장시간 향하고 있기 때문에 잔류자화를 가지고 있다[16]. Table. 3.는 각 자성체들의 외부자기장이 주어질 때의 움직임을 비교하였다. Table. 3.에 보이는 바와 같이, 페리자성체(Ferrimagnetic), 상자성체(Paramagnetic)는 일정한 방향을 가지지 못하며 강자성체와 달리 서로 다른 방향을 보기 때문에 강자성체의 자기모멘트의 크기가 상대적으로 큰 값을 가짐을 확인할 수 있다[36]. 잔류 자성이 강하기 때문에 현재 고온치료, 약물 전달 및 데이터 저장과 같은 다양한 분야에서 주로 사용되고 있으며, 최근 수년간 강자성 나노 입자의 연구가 급속도로 증가하였다[30]. 강자성체를 자기이력 곡선을 통해 보게 되면 보자력이 높아 자화도를 0으로 만들기 위해서는 더욱 센 역자기장이 필요하며 기존의 자성체들에 비하면 잔존자력은 높으나 에너지 손실이 심하기 때문에 현재 수처리 분야에서는 아직 많은 연구가 이루어지고 있지 않다.

Table 3. Previous studies in which Cs was removed from water by synthesis of Magnetic material and adsorbent

Cs를 제거하기 위해 기존의 기능성을 가진 흡착제들과 결합하였을 때 자성체 본연의 성질을 온전히 가지고 있는지 또한 판별이 되지 않기 때문에 현재 많은 연구들이 이루어지고 있지 않다. 그러나 앞으로 강자성체를 좀 더 연구하여 강자성체가 가지고 있는 강한 잔류 자성을 이용하게 된다면 기존의 초상자성체 보다 적은 외부 자기장을 가지고도 자성분리를 쉽게 할 수 있으며, 자기장이 제거되더라도 회수율적인 부분에서도 더욱 더 많은 효과를 거두어 수중에 존재 하는 Cs를 완벽하게 제거 할 수 있을 것이라고 판단된다.

4. 결론

현재 방사성 Cs을 제거하기 위하여 이온교환법, 여과, 흡착법등 다양한 방법들이 연구되어지고 있다. 높은 Cs 제거 효율을 가지고 있는 여러 가지 흡착제, 이온교환제 들을 사용한 뒤 수중에서 자가분리를 통해 완벽히 분리하여 제거하기 위하여 현재 자성체를 지지체로 사용함으로써 많은 연구가 이루어지고 있다. HCF, PB 등 다양한 소재와 결합하여 연구를 진행하고 있으며, 또한 다양한 소재의 흡착제들은 폐수 속에 존재하는 Cs의 제거율이나 복합체의 최대 Cs 흡착량 부분에서 엄청난 효과를 보이고 있다. 특히 다른 양이온들 보다 선택적으로 Cs만을 제거하는 우수한 결과를 얻을 수 있었다. 하지만 직접적인 Cs이 배출되는 해양 부분에서의 적용 가능성, 다양한 pH범위에서의 복합체 적용성, 자성체가 가지고 있는 자화 값을 보존하지 못하는 등 새로운 문제점이 발견되고 있다. 그렇기 때문에 Cs을 제거하는 시장은 더욱더 활발해질 것으로 판단된다. 그러나 보다 강력한 자성을 가진 강자성체를 이용한 연구자체가 미비하다고 보여 지기 때문에 앞으로 기존의 자성체보다 조금 더 뛰어난 자화능력을 가지는 강자성체와 기존의 기능성 흡착제들을 결합하는 연구가 보다 더욱더 활발하게 이루어진다면 자연 생태계에 악영향을 미치는 방사성 물질인 Cs를 경제적으로나 효율적인 측면에서 효과적으로 제거할 수 있다고 판단된다.