바륨 Ba

발견의 역사

17세기 초 이탈리아 볼로냐의 구두 수선공이자 연금술사 빈첸초 카샤롤로는 근처 산에서 주운 돌을 구우면 어둠 속에서 빛을 낸다는 것을 발견했다. 이 '볼로냐 돌'은 중정석(황산바륨)이었고, 인광 현상 연구의 출발점이 됐다.

1774년 스웨덴의 칼 빌헬름 셸레는 중정석에 들어 있는 산화물(바리타)이 석회와 다르다는 것을 보였다. 금속 바륨은 1808년 영국의 험프리 데이비가 전기분해로 처음 분리했다.

1938년 독일의 오토 한과 프리츠 슈트라스만은 우라늄에 중성자를 쬔 뒤 생성물에서 훨씬 가벼운 바륨을 확인했다. 리제 마이트너와 오토 프리슈는 이것이 우라늄 원자핵이 둘로 쪼개진 '핵분열'이라고 해석했다.

이름의 유래

이름은 그리스어로 '무거운'을 뜻하는 바리스(barys)에서 왔다. 원래는 밀도가 큰 광물 중정석을 가리키던 말이다. 정작 금속 바륨은 밀도가 약 3.6 g/cm³로 그리 무겁지 않다. 원소 기호는 Ba다. 한국어 이름 '바륨'은 표기 변화 없이 쓰인다.

주요 용도

• 시추 이수: 곱게 간 중정석을 시추용 진흙에 섞어 무게를 더하면, 땅속 고압의 가스와 석유가 분출하는 것을 막을 수 있다. 바륨 광물 소비의 대부분을 차지한다.
• 의료 조영제: 황산바륨은 X선을 잘 막아, 식도·위·대장 조영 검사에서 소화관의 모양을 선명하게 보여 준다.
• 불꽃놀이: 질산바륨은 초록색 불꽃을 낸다.
• 전자 세라믹: 타이타늄산바륨은 적층 세라믹 콘덴서(MLCC)의 유전체로, 스마트폰 한 대에도 수백~수천 개가 들어간다.
• 기타: 바륨 페라이트 자석, 진공관 게터, 특수 유리에 쓰인다.

동위원소

자연계 바륨은 일곱 가지 동위원소(바륨-130, 132, 134, 135, 136, 137, 138)로 이루어지며, 바륨-138이 약 72%로 가장 많다. 바륨-130은 극히 느리게 붕괴하지만 사실상 안정하다. 세슘-137이 붕괴하면 들뜬 상태의 바륨-137m(반감기 약 2.6분)이 되고, 이것이 내는 662 keV 감마선이 흔히 '세슘-137의 감마선'이라 불리는 것이다. 바륨-133(반감기 약 10.5년)은 방사선 측정기 교정용 선원으로 쓰인다.

생활 속 원소

바륨 화합물의 독성은 물에 녹는지 여부로 갈린다. 황산바륨은 물과 위산에 거의 녹지 않아 몸에 흡수되지 않고 그대로 배출되므로 조영제로 안전하게 쓰인다. 반면 탄산바륨, 염화바륨처럼 녹는 바륨 화합물은 근육과 심장에 영향을 주는 독성이 있어, 탄산바륨은 쥐약으로 쓰이기도 했다.

바륨 조영 검사 뒤에는 조영제가 장에서 굳지 않도록 물을 충분히 마시고, 안내받은 대로 배변을 확인하는 것이 좋다.