방사성폐기물의 생물학적 처리관련 특허 선점 전략연구

[방사성폐기물의 생물학적 처리관련 특허 선점 전략연구]

○ 배경 및 목적 

(배경) 원자력은 적은 연료 소모로 막대한 양의 에너지를 얻을 수 있는 장점이 있으나, 체르노빌 원자력 발전소 사건과 같은 원자력 사고의 위험성과 핵폐기물의 처리 문제가 심각하다는 단점이 있음. 핵폐 기물 또는 방사성 폐기물에 함유된 방사성 동위원소의 반감기는 스트론튬 28년, 세슘 30년 및 플루 토늄은 24,000년으로, 인류와 지구 환경에 안전한 수준으로 방사능 수치가 감소하기 위해서는 10만 년 이상의 세월이 필요함. 따라서 방사성 폐기물을 적절히 처리하지 않으면 지구 환경과 후대 인류 에 큰 위협이 될 수 있음. 그러나 현재 방사성 폐기물은 적절히 처리되지 못하고 방사능 차폐 시설 에 보관하는 수준에 불과함. 국내의 경우, 2015년 8월부터 운영된 경주 방사성폐기물 처분장에 방 사성폐기물을 보관하고 있으나, 저장 용량에 한계가 있어 수십 년이면 포화상태에 이르게 될 것으로 전망됨

(목적) 본 특허기술동향조사는 방사성폐기물의 생물학적 처리 관련 기술 분야의 전반적인 기술동향을 살 펴보고, 관련 기술내용 중 주요 기술내용을 발굴하고 해당 기술과 관련된 주요 특허기술동향을 조사 하는데 목적이 있음.

○ 방사성 폐기물 핵종 및 처리 방법의 비교

- 방사성 핵종의 분류 및 영향

방사성 동위원소는 동위원소 중 방사성을 띄고 있는 동위원소로서, 방사성 핵종(Radioactive nuclide)라고도 함. 방사성 핵종은 지각에 천연 상태에서 존재하기도 하고 인공적으로 합성되기도 함. 인공적으로 합성되는 핵종은 주로 원자로에서 생산되거나, 사이클로트론 가속기와 같은 가속기 에 의해 생산되거나 핵분열에 의해 생성되고 있음. 방사성 피폭 시, 방사선량이 증가될수록 가벼운 구역질에서부터 림프구 감소, 설사나 출혈 또는 일시적 탈모가 유발되고 심각한 경우 의식장애나 전 신장애 및 48시간 내 사망할 수 있는 등 방사선 피폭 량에 따라 인체에 미치는 영향이 큼.

- 방사성 폐기물의 처리 방법에 따른 비교

핵반응에 사용된 원료는 고농도의 방사능과 고열을 방출하기 때문에 원자력 발전소 내에 있는 별 도 저장시설(water-filled pool, dry storage system 등)에 최소 5년 이상 보관됨. 사용후 핵연료는 필요시 재처리 과정을 통해 플루토늄과 우라늄이 분리되며, 나머지 폐기물은 운송용 저장용기에 담 겨 최종 처분장으로 운송됨. 사용후 핵연료 및 고준위 폐기물 등 원자력 발전소에서 배출된 방사성 폐기물은 오랜 기간(최대 수백만 년 이상) 동안 고농도의 방사능을 배출하기 때문에, 현재로서는 대 부분 지질학적으로 안정되어 있는 지하에 매장하는 방법이 사용되고 있음.

○ 분석범위

본 분석에서는 방사성 폐기물의 생물학적 처리 관련 연구의 필요성을 고려하여 특허를 중심으로 동향을 분석하고, 연구방향 제시를 위한 심층 분석을 실시함

- 분석대상 특허 검색 DB 및 검색범위

- 분석대상 기술 및 검색식 도출

- 유효특허 선별 기준 및 결과

- 특허기술동향조사 분석 방법

○ 결론 및 시사점

- 특허기술 동향 파악

핵종별로는, 방사성 핵종 별 방사성 폐기물 처리 기술은 방사성 핵종을 특정하여 처리하기 보다는 다양한 방사성 핵종이나 방사성 물질을 포함한 기타 물질로서 처리하는데 중점을 두고 있고, 특정 핵종으로는 강력한 감마선을 방출하고 반감기도 약 30년으로 긴 세슘에 대한 특허 출원이 많은 것 으로 보임.

- 핵심기술 특허 전략

국가별 처리 방법은 주요 국가별로 중점을 두는 기술이 상이함을 고려하여, 한국에서 출원 비중이 높은 미생물을 이용하여 직접적 및 간접적으로 방사성 물질을 환원시키는 방법을 개발하여 일본, 중 국 및 러시아에 핵심 특허를 선점할 수 있도록 지원할 필요가 있음