프로메튬 원소의 성질과 이용

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프로메튬(프로미디엄 Promethium, Pm) 원소의 성질과 이용

 

 

󰋯  원자번호：61

󰋯  족：3족(6주기), 란타넘족 5번째 희토류 금속원소

󰋯  원자량：145

󰋯  밀도：7.26 g/cm^-3

󰋯  각 전자궤도의 전자 수：2, 8, 18, 23, 8, 2

󰋯  mp：1,042℃ / 󰋯  bp：3,000℃

  

프로메튬은 자연계에는 존재하지 않고, 우라늄 핵분열 때 생겨나는 것을 인공적으로 분리하여 농축한 방사성동위원소로만 존재하는 희토류 금속원소이다. 이 원소의 이름은 그리스 신화에 나오는 하늘에서 불을 훔친 프로메테우스(Prometheus) 신으로부터 따왔다. 이 신의 이름을 사용하게 된 이유는 안드로메다 성운 속의 어떤 별에서 나오는 스펙트럼이 프로메튬과 일치하기 때문이다.

 

20세기 초, 주기율표에서 니오디뮴과 사마륨 사이에 어떤 원소가 있을 것이라고 짐작하고, 이 원소를 찾으려고 많은 과학자들이 노력했다. 드디어 미국 테네시 주 오크리지 국립연구소(ORNL)의 세 과학자 미린스키(Jacob A. Mirinsky 1918-2005), 글렌데닌(Lawrence E. Glendenin 1918-2008), 코옐(Charles D. Coryell 1912-1971)이 1947년에 원자로 안에서 우라늄이 핵분열 때 생겨나는 여러 원소들 중에서 이를 처음 발견했다.

 

 

이들은 모두 원자폭탄을 개발한 ‘맨해튼 계획’에 참여했던 과학자들이다. 만일 원자폭탄 연구가 급하지 않았더라면 훨씬 일찍 프로메튬을 발견할 수 있었을 것이라고 한다.

 

원자로에서 원자번호 60인 니오디뮴에 중성자를 충격하면 원자번호 61인 프로메튬이 생겨난다. 지금까지 프로메튬의 방사성 동위원소가 28종 합성되었으며, 그들 중에 Pm-145의 반감기가 가장 길어 17.7년이다. 과학 연구에서는 반감기가 2.6년인 Pm-147이 많이 이용된다. 이 동위원소의 방사선은 원자력전지로부터 열을 얻어야 할 때, 휴대용 X선 장비, 종이나 금속의 두께를 측정할 때 등에 활용된다.

 

 

네오디뮴(니오디미엄) 원소의 성질과 이용