경주 방사선 폐기물을 미생물로 처리 - 연구재단

복합미생물을 이용한 방사성 오염물질 및 폐기물 처리 기술

방사성 물질을 안전한 원소로 변환

복합미생물이 방사선을 맞으면서 죽지 않고 적응하면서 위해 방사성 원소들을 안전한 원소로 바꾸는 현상을 이용하여 방사성 핵폐기물을 처리하는 기술.

미국화학회, 저에너지 원소변환(low energy transmutation) 분과 주제.

- 하노버의 알브레히트 폰 헤르첼레(Albrecht Von Herzeele), 씨앗을 증류수에서 발아시키면 싹이 틀 때 갑자기 칼륨, 인, 마그네슘 등의 무기물 농도가 증가하는 현상 관찰. (“The origin of inorganic substances", 1873).

- 루이 켈브랑 (Louis C. Kervran, 1968), "Biological transmutation"

- 사하라 사막에서 일하는 노동자들이 땀을 많이 흘림에도 불구하고 나트륨 부족현상이 나타나지 않는 것에 관심을 갖고 연구 시작.

- 닭에 칼슘을 공급하지 않고 수일이 지나면 달걀 껍질이 얇아지기 시작, 이 상태에서 칼륨이 많은 귀리를 먹이면 달걀 껍질이 다시 단단해 짐.  

K^39 + p^1 = Ca^40

              

- 생체에서 일어나는 원소 변환 반응식의 기본 원칙은 반응 전후의 양성자와 중성자의 총 숫자가 변하지 않는다는 것임. 

Mg24 + O16 = Ca40   Si28 + C12 = Ca40   Na23 +O16 = K39

Na23 +p1 = Mg24     Mg25 + Li6 = P31 

- 켈브랑의 실험은 엄밀한 실험실 조건, 즉 물질 출입이 통제된 닫힌계에서 이루어진 것이 아니므로 신빙성이 떨어진다는 비판에 대해 일본 무코가와 대학의 고마키 히사지(小牧久時) 박사가 닫힌계의 조건을 구현하기 위해 미생물로 확인 실험 (1965, 1967, 1993)

- 이스트, 박테리아 등 30여 종류의 여러 미생물로 원소 변환 재현, 확인.

   Na --> K 혹은 Mg,  K --> Ca,  Mn --> Fe

- 일본 학계의 추천에 의해 1975년 노벨의학상 후보자로 공식 지명. 

- 뫼스바우어 분광기로 동위원소를 분석, 신뢰도가 높은 결과를 얻음.

- 비소트츠키 교수(Vladimir I. Vysotskii), 우크라이나 키에브 국립 쉐브첸코 대학교 이론 방사선물리학과 과장

- 국립 모스크바 대학교 코르닐로바 박사 (Alla A. Kornilova), 모스크바 국립대학교 고체물리학과 혁신센터 소장

- 10여년에 걸친 연구 결과를 “Nuclear Transmutation of stable and radioactive isotopes in biological systems"로 출간 (2010)

- 단일 종류의 미생물을 이용하면 원소변환 효율이 낮으나 완벽한 공생(symbiosis) 상태에 있는 수천 종의 다양한 미생물을 동시에 활용하면 효율이 10배에서 20배 증가한다는 사실을 확인. 

- 방사성 물질의 경우, 미생물들이 돌연변이를 일으키면서 방사성 환경에 적응하는 기간에는 차이가 없음. 약 10대에 걸친 번식이 필요. 그 이후에 효과가 나타나기 시작. 

- 복합미생물과 무기질 염의 조합에 따라 다소 차이가 있으나 반감기가 30년에서 1년 내외로 감소.

- 후쿠시마 지역 오염 토양을 복합미생물로 처리한 결과.