원소로 보는 화학사 Vol.066, 원자번호 97번 ‘버클륨’을 소개합니다.

지난 시간에는 금보다 귀하고 유용한 귀금속이자 화학 반응 촉매 등 다양한 용도로 요긴하게 쓰이는 ‘백금(Pt, 원자번호 78번)’에 대해 소개해 드렸습니다. 오늘은 매우 희귀한 강한 방사성 금속 원소 ‘버클륨(Bk, 원자번호 97번)’에 대한 이야기를 준비했습니다.

원자번호 97번 ‘버클륨’을 소개합니다.

원자번호 97번 버클륨(또는 베르켈륨)은 악티늄족 원소에 속하는 방사성 금속 원소입니다. 무른 은백색 금속으로 화학 반응성이 커 공기 중에서는 표면이 산화됩니다. 산이나 수증기에는 금방 산화되지만 알칼리와는 반응하지 않습니다.

버클륨은 강한 방사성을 내는 금속입니다. 주로 원자력 시설이나 연구소에서 취급되기 때문에 우리 주변에서는 볼 수 없습니다.

‘버클륨’의 발견과 원소명의 유래

버클리 캠퍼스에서는 1940~1960년 사이에 버클륨을 포함한 무려 11가지의 초우라늄 원소들이 합성, 발견했다고 합니다. 초우라늄 원소 발견에 가장 큰 성과를 거둔 ‘메카’라 할 수 있는데요. 버클륨도 이곳에서 발견되었습니다.

1949년 12월에 미국 캘리포니아대학교 버클리 캠퍼스(UC Berkeley)의 시보그(Glenn. T. Seaborg, 1912~1999), 톰프슨(Stanley G. Thompson, 1894~1953), 기오르소(Albert Ghiorso, 1915~2010)는 97번 원소를 만들기 위해 사이클론으로 가속된 알파입자를 아메리슘에 충돌시켰습니다. 이렇게 발견된 원소에 ‘버클리 캠퍼스’를 딴 버클륨(berkelium)이라 이름 붙였습니다.

‘버클륨’은 어디에 사용될까요?

버클륨은 현재로는 기초과학 연구 이외의 다른 용도는 없습니다. 버클륨이 발견되기까지 엄청난 시간과 노력이 들었지만, 실용적으로 쓰일 만한 용도는 거의 발견되지 않았기 때문입니다. 버클륨은 상당히 희귀해 현재로서는 과학 연구나 다른 원소 합성 외의 용도는 존재하지 않습니다.

버클륨은 버클륨보다 무거운 캘리포늄이나 아인슈타이늄 등의 합성을 비롯한 기초과학적 연구의 용도로만 쓰입니다. 버클륨은 중성자에 의해 핵분열되므로 핵 연로로 사용될 수 있으나 스스로 폭발할 수 있는 최소한의 질량인 ‘임계질량’이 생산되는 양보다 월등히 크다는 경제적 이유로 인해 핵연료로 사용하지는 않습니다.

희귀한 방사성 금속인 ‘버클륨(Bk, 원자번호 97번)’에 대한 이야기 어떠셨나요? 버클륨은 미국과 러시아에서 핵반응으로 소량 생산되는데 지금까지 미국에서 만들어진 양을 모두 다 합쳐도 겨우 1g을 약간 넘는 수준이라고 합니다. 그만큼 희귀한 원소죠. 다음 이 시간에는 일반 금속에 비해 가격이 비싸 ‘부의 상징’으로 여겨지는 ‘로듐(Rh, 원자번호 45번)’에 대한 이야기로 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)