지난 시간에는 강한 방사성 원소로 그 쓰임이 정확히 밝혀지지 않는 신비한 원소 ‘모스코븀(Mc, 원자번호 115번)’에 대해 소개해 드렸습니다. 오늘 이 시간에는 희토류 원소 중 유일하게 방사성 붕괴하는 원소 ‘프로메튬(Pm, 원자번호 61번)’에 대한 이야기를 들려 드리겠습니다.
불의 발견은 인류 역사상 가장 큰 혁신입니다. 문명은 불을 발견하면서 시작되었다고 해도 지나친 말이 아닙니다. 그런데 제2의 불이라 일컬어지는 현상이 있습니다. 바로 우라늄의 핵분열입니다. 우라늄의 핵분열은 불의 발견만큼이나 혁신적인 사건입니다.
프로메튬(Pm, 원자번호 61)은 인류 역사에 있어 ‘제2의 불’이라 불리는 우라늄 핵분열을 통해, 핵폐기물에서 발견된 원소입니다. 은백색 금속으로 알려져 있으며 희토류 원소 중 유일하게 방사능을 방출하는 원소입니다. 프로메튬은 제2의 불에서 얻은 원소라는 뜻에서 ‘프로메테우스’에서 따왔습니다. 프로메테우스는 신만이 다룰 수 있는 불을 훔쳐 인간에게 선물한 죄로 영원히 고통받는 그리스 신화에 나오는 거인입니다.
프로메튬은 미국 테네시에 있는 오크리지 국립연구소의 원자로에서 우라늄의 분열 생성물 중 하나로 발견되었습니다. 1945년 미국의 마린스키, 글렌데닌, 코옐은 원자로 조사로 만든 우라늄의 핵분열 생성물로부터 방사성동위원소인 프로메튬을 분리했습니다. 당시 세계 제2차 대전 중으로 군사 관련 연구에 바빴던 이들은 너무 바빠 결과를 바로 발표하지 못하고 2년 뒤인 1947년에 발표하였습니다. 1948년에는 원소 이름을 제우스 신에게서 불을 훔쳐 인간에게 가져다준 거인 프로메테우스(Prometheus)에서 따와 프로메튬(promethium)으로 명명하였으며 오랜 시간이 지난 1963년에 처음으로 프로메튬 샘플이 만들어졌습니다.
이들에 앞서 여러 과학자들이 61번 원소를 발견하였다고 발표했으나, 불순물로 들어 있는 다른 원소들에 의한 것이거나, 화학적 증거를 제시하지 않아 61번 원소의 발견으로 인정되지 못했습니다.
https://images-of-elements.com/promethium.php
프로메튬은 대부분 연구 목적으로 이용합니다. 한때는 프로메튬을 옅은 청색이나 황녹색 형광체와 배합해 발광 페인트를 만드는 데 썼으나 방사성 붕괴로 인해 기한을 정해 놓고 사용했으며, 유해성 때문에 오늘날에는 사용하지 않습니다. 우주에서 쓰는 방사성 원자력 전지로 프로메튬을 이용한 연구개발도 있었으나 폴로늄, 플루토늄에 자리를 내어준 상황입니다. 향후 휴대형 X선 발생 장치를 만드는 데 쓰일 것이란 관측도 있습니다.
‘프로메튬(Pm, 원자번호 61번)’은 지각에 1kg도 존재하지 않는 매우 희귀한 원소이며 핵폐기물로 만들어 내려면 비용이 많이 들어 앞으로도 쓰임새가 개발될 일은 거의 없을 것으로 예측됩니다. 다음 이 시간에는 기체로 존재하는 금속 ‘플레로븀 (원자번호 114번)’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)
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