특별기고

프로메튬의 바닥 상태 전자 배치도
프로메튬의 바닥 상태 전자 배치도

사실 희토류 원소들은 존재량만 따지면 그렇게 희귀하지 않다. 다만 란타넘족 원소들이 워낙에 분리하기 어려워 희귀하다고 표현하는 것이다. 그런데 유일한 예외가 있다. 바로 프로메튬이다.

프로메튬은 원소 자체가 불안정해 순식간에 붕괴한다. 과거 과학자들은 이 원소를 발견할 기회가 거의 없었다. 프로메튬은 자연 상태에서 안정한 동위원소가 없어 오래전에 붕괴되었기 때문이다. 지구상에 기껏해야 1kg 이하로 존재할 것으로 추정된다. 그것도 다른 방사성 동위원소의 붕괴과정에서 미량이 만들어지기 때문이다.

우주 탐사선의 원자핵 전지 같은 특수한 용도에 사용한다. 우주는 에너지원이나 태양광이 약한 장소이다. 같은 무게나 부피의 일반적인 화학 전지에 비해 월등하게 큰 전력을 얻을 수 있는 장점이 있으나, 일반적인 용도로 사용하기에는 너무 값이 비싸다. 자원이 풍부하지 않으면 아무리 효율이 좋아도 비싸기 때문에 사용처도 적다. 그나마 폴로늄과 플루토늄으로 대체되며 이용 방안이 마땅히 없다.

COLLAPSE

프로메튬은 방사성이 매우 강하고, 서른여덟 개의 동위원소 모두가 몹시 불안정하다. 자연 방사능을 통해 계속해서 생성되고 있기는 하지만, 매우 빠르게 붕괴되고 만다. 동시에 지구상에 존재하는 프로메튬의 양은 아무리 많아야 채 1kg에 미치지 못할 것으로 추정된다.

PROMETHEUS

프로메튬의 이름은 그리스 신화에서 인간에게 불을 전해준 신인 프로메테우스에서 따온 것이다. 처음 존재가 확실히 확인된 것이 1945년인데, 이때 발견된 장소가 핵분열 생성물 속이었기 때문이다. 불과 전기에 이은 3의 불인 원자력 핵분열의 산물인 것이다. 발견 당시는 제2차 세계대전이 한창이었기 때문에 발표된 것은 1947년이다.

 

Pm

61

원자가전자 : 7

원자량 : 145g/mol

전자배열 : [Xe]4f56s2

promethium

프로메튬

란타넘족

김병민 한림대 나노융합스쿨 겸임교수
김병민 한림대 나노융합스쿨 겸임교수

 

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