라듐 원소의 성질과 이용

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라듐(래디엄 Radium, Ra) 원소의 성질과 이용

 

󰋯  원자번호：88

󰋯  족：2족(7주기), 알칼리 금속

󰋯  원자량：226

󰋯  밀도：5.5 g/cm^-3

󰋯  각 전자궤도의 전자 수：2, 8, 18, 32, 18, 8, 2

󰋯  mp：700℃ / 󰋯  bp：1,737℃

 

라듐(래디엄)은 폴란드 태생의 프랑스 화학자 마리 퀴리(Marie Curie, 1867-1934)와 그녀의 남편 피에르 퀴리(Pierre Curie, 1859~1906)가 1898년에 발견했다. 당시 전자(電子)의 발견과 아인슈타인의 상대성 이론, 그리고 라듐의 발견은 오늘의 과학시대를 여는 계기가 되었다. 라듐이라는 원소의 명칭은 그로부터 방출되는 빛 때문이었다. 라틴어로 광선(radius)을 의미하는 말이 그 이름이 된 것이다.

 

우라늄을 함유한 광석(피치블렌드 pitchblende)을 조사하던 퀴리 부부는 우라늄을 추출하고 남은 광석에 여전히 방사성이 있는 것을 발견했다. 몇 톤의 광석을 처리한 끝에 그들은 바륨과 혼합되어 있는 방사성물질을 분리했다. 그 물질을 가열했을 때, 바륨과는 다른 스펙트럼을 내는 낯선 물질이 섞여 있는 것을 알았다. 그들은 염화라듐을 전기분해하는 방법으로 4년이나 걸려 순수한 라듐을 분리해냈다. 마리 퀴리는 라듐의 발견으로 1911년에 노벨화학상을 수상했다.

 

 

라듐은 알려진 마지막 알칼리 토금속이다. 순수한 라듐은 밝은 곳에서는 흰빛을 내지만 어둠 속에서는 옅은 푸른빛(형광)을 낸다. 당시 사람들은 방사선의 정체와 위험성을 몰랐기 때문에 어두운 곳에서도 시계를 볼 수 있도록 시계 문자판에 라듐 페인트를 했다.

 

라듐은 우라늄을 포함한 광석이라면 어디에나 포함되어 있다. 왜냐 하면 우라늄(Ur, 92번 원소)의 핵이 분열하여 붕괴되는 과정에 라듐이 생겨나기 때문이다. 평균적으로 7톤의 피치블렌드에서 1g의 라듐을 분리해낼 수 있다.

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전 세계적으로 1년에 생산되는 라듐의 양은 2.5kg도 되지 않는다. 현재까지 25종의 라듐 동위원소가 발견되었으며, 가장 일반적인 Ra-226의 반감기는 1,601년이다.

 

방사선물질의 방사능 정도를 나타내는 단위로 ‘퀴리’가 사용되기도 하는데, 이는 국제 표준 단위는 아니다. 1퀴리는 1g의 라듐-226에서 1초 동안에 방출되는 방사능의 양이다. 방사선을 이용한 암 치료에서는 라듐이 붕괴될 때 생성되는 라돈 가스를 이용한다(86번 원소 라돈 참조). 오늘날에는 라듐보다 안전관리가 용이한 Co-60, Cs-137의 방사선을 치료에 주로 이용한다.

 

 

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