The aim of this study is to investigate the sorption/ion exchange of radioactive nuclides such as Cs+ and Sr2+ by synthetic Na-micas. In order to prepare Na-micas, two natural micas (phlogopite and biotite) were used as precursor materials. XRD, SEM, and EDS analyses were used to examine material characterization of synthetic Na-micas. Analyses of materials revealed that Na-micas were successfully obtained from natrual micas by K removal treatment. On the other hand, single solute (Cs or Sr) and bi-solute (Cs/Sr) sorption experiments were carried out to determine sorption capacity of Na-micas for Cs and Sr under different pH and ionic strength conditions. Uptake of Cs and Sr by micas in bi-solute system was lower than in single-solute system. Additionally, Langmuir and Langmuir competitive models were applied to describe sorption isotherm of Na-micas. bi-solute system was well described by Langmuir competitive models. For the results obtained in this study, Na-micas could be promising sorbents to treat multi-radioactive species from water and groundwater.

현재 국내에서 상당량의 방사성 폐기물이 발생 및 보관되고 있으며, 이로 인한 세슘 및 스트론튬과 같은 방사성 핵종에 의한 토양 및 지하수 오염이 우려되고 있는 실정이다. 따라서 환경내로 유출될 수 있는 방사성 핵종에 대한 적절한 처리공법의 개발이 요구된다. 본 연구에서는 세슘이온(Cs＋)과 같은 방사성 핵종으로 오염된 지하수를 처리할 수 있는 경제적이고 친환경적인 흡착제를 개발하고자 한다. 이를 위해 층상망간산화물(layered manganese oxide)인 나트륨-버네사이트(Na-birnessite)를 합성하여 세슘을 이용한 등온흡착실험을 수행하여 수용액상에 존재하는 세슘이온의 흡착 제거능을 알아보았다. 등온흡착실험과 버네사이트에 대한 물리·화학적 물성실험 결과로 부터 세슘의 주요 제거기작은 나트륨-버네사이트내 층간에 존재하는 Na＋ 이온이 수용액상에 Cs＋ 이온과 치환되어 제거되는 것을 확인할 수 있었다.