아메리슘 Am

발견의 역사

아메리슘은 1944년 말 미국 시카고 대학교의 금속연구소에서 글렌 시보그, 랠프 제임스, 리언 모건, 앨버트 기오르소가 확인했다. 원자로에서 플루토늄-239에 중성자를 오래 쪼이면 중성자를 연달아 흡수해 플루토늄-241이 되고, 이것이 베타 붕괴하면서 95번 원소 아메리슘-241이 생긴다.

문제는 분리였다. 아메리슘은 비슷한 시기에 발견된 96번 원소 퀴륨과 화학적 성질이 너무 닮아서 서로 떼어 내기 어려웠다. 연구진은 두 원소를 반쯤 농담으로 '판데모니움(대혼란)'과 '델리리움(정신착란)'이라 부르기도 했다.

발견은 전쟁 중이라 비밀이었다. 1945년 11월 시보그는 공식 발표를 며칠 앞두고 어린이 퀴즈 라디오 프로그램에 출연했다가, 한 어린이가 새 원소가 있느냐고 묻자 95번과 96번 원소가 발견되었다고 답해 버렸다. 그래서 두 원소의 발견 소식이 학회보다 어린이 방송에서 먼저 세상에 알려졌다. 순수한 금속 아메리슘은 1951년에 처음 얻었다.

이름의 유래

주기율표에서 아메리슘 바로 위 칸에는 유럽의 이름을 딴 란타넘족 원소 유로퓸이 있다. 시보그 연구진은 이 대응 관계를 살려, 발견된 대륙인 아메리카(America)의 이름을 붙였다. 기호는 Am이다. 악티늄족이 란타넘족과 나란한 계열이라는 시보그의 '악티늄족 개념'이 이름에도 반영된 셈이다.

주요 용도

• 화재 감지기: 이온화식 연기 감지기는 아메리슘-241이 내는 알파선으로 공기를 약하게 이온화해 전류를 흘린다. 연기 입자가 들어오면 전류가 줄어 경보가 울린다. 감지기 하나에 든 양은 1마이크로그램도 안 된다.
• 중성자원: 아메리슘-241과 베릴륨을 섞으면 중성자가 나온다. 이런 선원은 석유 시추공의 지층 측정, 토양 수분 측정기 등에 쓰인다.
• 두께·밀도 측정: 아메리슘-241이 내는 저에너지 감마선은 얇은 판이나 유리의 두께를 재는 공정 계측기, X선 형광 분석에 쓰인다.
• 초중량 원소 합성: 아메리슘-243 표적에 칼슘-48을 충돌시켜 115번 원소 모스코븀을 만들었다.

동위원소

아메리슘에는 안정 동위원소가 없다. 화재 감지기에 쓰이는 아메리슘-241은 반감기가 약 432년으로, 감지기의 수명 동안 방사능이 거의 줄지 않는다. 가장 오래 사는 동위원소는 반감기 약 7,370년의 아메리슘-243이다. 아메리슘-241은 사용후핵연료나 오래 보관한 플루토늄 안에서 플루토늄-241이 붕괴하며 계속 늘어나기 때문에, 핵폐기물 관리에서도 중요한 원소로 다뤄진다.

생활 속 원소

집 천장의 이온화식 화재 감지기는 아메리슘이 가장 가까이 있는 사례다. 선원은 금속 박에 밀봉되어 있고 알파선은 공기 몇 센티미터만 지나도 멈추기 때문에, 정상적으로 설치된 감지기는 건강에 문제가 되지 않는다. 다만 감지기를 분해하거나 선원을 꺼내는 것은 피해야 하며, 폐기할 때는 지역의 안내에 따르는 것이 좋다. 몸속에 들어간 아메리슘은 뼈와 간에 쌓이므로 전문 시설에서는 엄격히 관리한다. 최근에는 방사성 물질을 쓰지 않는 광전식 감지기도 널리 쓰인다.