원소로 보는 화학사 Vol.055, 원자번호 38번 '스트론튬'을 소개합니다.
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        원소로 보는 화학사 Vol.055, 원자번호 38번 ‘스트론튬’을 소개합니다.

        2019년 8월 14일

        원소로 보는 화학사 원자번호 38번 스트론튬을 소개합니다.

        지난 시간에는 수돗물의 소독에 사용되지만, 농도에 따라 위험해지기도 한 염소(Cl, 원소번호 17번)에 관한 이야기를 들려드렸습니다. 오늘은 자연상에서는 안전하지만, 핵분열을 통해 생성되면 우리 인체에 치명적인 스트론튬(Sr, 원소번호 38번)에 대해 소개해 드리겠습니다.


        원자번호 38번 ‘스트론튬(Sr)’을 소개합니다.

        스트론튬

        스트론튬(Strontium)은 원자번호 38번으로 원소기호는 Sr입니다. 알칼리토금속에 속하며 순수한 상태에서는 은백색이며, 공기에 노출되면 산화되어 노란색을 띱니다. 스트론튬 하면 방사성 원소가 떠오르고, 뭔가 강한 느낌이 들어 부정적인 선입견이 있을 수 있지만, 자연에 존재하는 스트론튬은 크게 위험하지 않습니다. 오히려 생명체가 살아가는 데 적게나마 필요한 원소 중 하나입니다. 뼈 성장을 촉진하고 골밀도를 증가시켜 스트론튬 화합물들이 식품 보조제와 골다공증 치료제로 사용되기도 합니다. 따라서 자연 상태의 스트론튬은 산업용 화학 물질로 다양하게 활용됩니다.

        문제가 된 스트론튬은 방사성 동위원소, 즉 우라늄과 플루토늄의 핵분열에서 생성되는 스트론튬-90입니다. 스트론튬-90은 핵분열을 통해 생성되어 대기 중에 방출된 것이 인체에 들어가면 칼슘과 함께 뼈에 모여 장기간에 걸쳐 장기를 상하게 합니다. 스트론튬-90은 인체에 가장 위험한 방사성핵종의 하나입니다.

         ‘스트론튬’의 발견과 원소명의 유래

        1808년

        1790년에 아일랜드의 화학자 어데어 크로퍼드(Adair Crawford, 1748~1795)는 스코틀랜드의 스트론티안에서 발견된 암석(스트론티안석)에서 이전에는 알지 못했던 광물을 발견했습니다. 이 광물의 화학조성을 조사한 그는 이 광물이 새로운 원소를 포함하고 있다고 결론지었습니다. 1808년에는 영국의 화학자 험프리 데이비(Humphry Davey, 1778~1829)가 전해법을 통해 스트론티안석에 염산을 처리해 금속 스트론튬 분리에 성공하였습니다. 데이비는 광물이 처음 발견된 스코틀랜드의 마을 ‘스트론티안(Strontian)’의 이름을 따 ‘스트론튬’이라 명명했습니다.

        ‘스트론튬’은 어디에 사용될까요?

        스트론튬의 쓰임새

        최근까지 스트론튬의 가장 중요한 용도는 텔레비전입니다. 음극선관을 만드는 유리에는 관 안에서 발생하는 X-선을 차단하기 위해 산화 스트론튬(SrO)이 첨가되었습니다. 하지만 LCD와 같은 새로운 텔레비전 사용이 늘어나면서 음극선관의 생산이 중단되는 등 스트론튬의 사용이 감소 추세에 있습니다.

        스트론튬의 가장 유명한 용도는 불꽃놀이입니다. 불꽃놀이의 선명한 붉은색은 스트론튬 때문입니다. 또, 어둠 속에서 빛나는 장난감을 만들 때도 스트론튬이 사용됩니다. 이 불꽃 반응은 비상 신호등, 조명탄, 자석, 야광 물질 등을 만드는 데에도 유용합니다. 스트론튬은 생명 작용에는 관여하지 않지만, 지구상의 모든 생명체의 뼈와 이에 소량 포함되어 있습니다. 골다공증 환자의 골밀도를 높이고 뼈를 강화하기 위해 의사들은 스트론튬이 포함된 약물을 처방 하기도 합니다.

        원자력 발전소 사고, 핵폭탄 등의 문제와 관련된 스트론튬은 자연에 존재하지 않는 인간이 만들어 낸 인공 동위원소 스트론튬-90입니다. 1945년 시작된 핵실험으로 탄생한 스트론튬-90은 반감기가 29년으로 상당히 길어 피폭의 주범이 되고 있습니다. 스트론튬-90은 토양오염의 원인이 되고 바다로 흘러 들어가 해양 생물체에 쌓이게 됩니다. 후쿠시마 원자력 발전소 사고 이후 음식물을 통한 피폭을 두려워하게 만든 물질이기도 합니다.

        스트론튬-90은 분명 생명을 위협하는 최악의 물질입니다. 하지만 이러한 방사능 동위원소도 관리만 잘하면 생활에 이로운 방향으로 활용할 수 있습니다. 대표적인 예가 연료 공급이 필요 없는 발전기입니다. 스트론튬-90은 자체적으로 열을 발생시키는데 이를 이용한 방사성 동위원소 발전기를 제작해 인공위성, 관측소, 등대 등 연료를 공급하기 어려운 곳에서 사용하고 있습니다.

        한눈에 보는 스트론튬

        오늘은 위험한 방사성 물질이 되기도 하지만 아름다운 불꽃놀이의 성분이 되기도 하는 ‘스트론튬(Sr, 원자번호 38번)’에 대한 다양한 이야기들을 들려 드렸습니다. 다음 이 시간에는 도자기 유약의 재료와 눈 세정제로 사용되는 붕소(B, 원자번호 5번)에 대한 정보로 돌아오겠습니다.

         

        <내용 출처> 누구나 쉽게 배우는 원소 (그림으로 배우는 118종 원소 이야기) /원소가 뭐길래 (일상 속 흥미진진한 화학 이야기) / Big Questions 118 원소 (사진으로 공감하는 원소의 모든 것)

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