프랑슘(프랜시엄) 원소의 성질과 이용

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프랑슘(프랜시엄 Francium, Fr) 원소의 성질과 이용

  

󰋯  원자번호：87

󰋯  족：7주기(1족), 알칼리 금속

󰋯  원자량：223

󰋯  밀도：1.87 g/cm^-3

󰋯  각 전자각의 전자 수：2, 8, 18, 32, 18, 8, 1

󰋯  mp：27℃(?) / 󰋯  bp：677℃(?)

 

프랑슘(프랜시엄)은 알칼리 금속 중에서 최고로 무거우면서 강력한 방사성을 가진 매우 불안정한 원소이다. 프랑슘의 성질은 세슘(Ce, 55번 원소)과 비슷하다. 지구상에서 아스타틴(원자번호 85번) 다음으로 희귀한 프랑슘은 악티늄-227(원자번호 89번)이 알파 붕괴하여 생겨난다.

 

프랑슘은 우라늄과 토륨광 속에 극미량 존재하는데, 우라늄 원자 1018개 중에 1개 정도 있다. 그러므로 지구에 존재하는 프랑슘의 총량은 30g도 되지 않을 것으로 추산되고 있다. 프랑슘은 짧은 반감기 동안에 붕괴를 계속하여 아스타틴, 라듐, 라돈으로 된다.

 

 

프랑슘은 파리의 퀴리 연구소에서 연구하던 물리학자 페레이(Marquerite Perey 1909-1975)가 1939년에 발견했다. 발견자는 이 원소에 프랑스 국가 이름을 붙였다. 당시 인공원소가 여러 가지 발견되어 있었지만, 프랑슘은 자연계에 존재하는 원소 중에서 발견이 가장 늦었다. 발견이 어려웠던 이유는 그의 반감기가 매우 짧았기 때문이었다.

 

지금까지 알려진 34 종의 프랑슘 동위원소 중에 반감기가 가장 긴 것이 Fr-223인데, 겨우 22분이다. 자연계에 존재하는 프랑슘은 Fr-223과 Fr-221뿐이고, 나머지 동위원소들은 모두 입자가속기(사이클론)나 원자로에서 Au-197과 O-18로부터 인공적으로 합성한 것이다.

 

Au-197 + O-18 → Fr-210 + 5n

 

 

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