퀴륨 Cm

발견의 역사

퀴륨은 1944년 여름 글렌 시보그, 랠프 제임스, 앨버트 기오르소가 처음 만들었다. 이들은 버클리의 60인치 사이클로트론에서 가속한 알파 입자(헬륨 원자핵)를 플루토늄-239에 충돌시켰고, 그 결과물을 시카고 대학교 금속연구소에서 분석해 반감기 약 5개월의 새로운 동위원소 퀴륨-242를 확인했다. 발견 순서로는 95번 아메리슘보다 조금 앞선다.

아메리슘과 함께 전쟁 중 비밀로 다뤄졌고, 1945년 11월 시보그가 어린이 라디오 퀴즈 프로그램에서 먼저 존재를 알린 뒤 공식 발표되었다. 처음에는 눈에 보이지도 않을 만큼 적은 양만 얻을 수 있었지만, 1947년 무렵 원자로에서 아메리슘을 중성자로 쪼여 수산화 퀴륨을 눈에 보이는 양으로 얻었고, 1951년에는 금속 퀴륨도 분리되었다.

이름의 유래

주기율표에서 퀴륨 바로 위에는 핀란드 화학자 요한 가돌린의 이름을 딴 란타넘족 원소 가돌리늄이 있다. 시보그 연구진은 이 대응을 따라 방사능 연구의 개척자인 마리 퀴리와 피에르 퀴리의 이름을 붙였다. 기호는 Cm이다. 과학자의 이름을 딴 원소로는 사마륨(사마르스키), 가돌리늄에 이어 이른 편에 속한다.

주요 용도

• 우주 탐사: 퀴륨-244는 알파 입자 X선 분광기(APXS)의 방사선원으로 쓰였다. 로버가 암석에 이 장치를 대면 알파선과 X선이 암석 원자를 들뜨게 하고, 되돌아오는 X선으로 암석의 원소 조성을 알아낸다. 화성 탐사 로버 여러 대에 이런 장치가 실렸다.
• 초중량 원소 합성: 퀴륨-248 표적은 116번 리버모륨을 비롯한 초중량 원소를 만드는 실험에 쓰였다.
• 전원 후보: 퀴륨-242와 퀴륨-244는 붕괴열이 커서 원자력 전지의 열원으로 검토되었으나, 실제로는 플루토늄-238이 더 널리 쓰인다.
• 그 밖에는 대부분 기초 연구에 쓰인다.

동위원소

퀴륨에는 안정 동위원소가 없다. 가장 오래 사는 퀴륨-247은 반감기가 약 1,560만 년이다. 처음 발견된 퀴륨-242는 약 163일, 우주 장비에 쓰인 퀴륨-244는 약 18년이다. 퀴륨-244와 퀴륨-242는 원자력발전소 사용후핵연료에도 생기며, 붕괴열과 중성자 방출이 커서 폐기물 관리에서 신경 써야 하는 성분이다.

생활 속 원소

퀴륨은 일상에서 볼 수 없는 원소다. 지구의 퀴륨은 거의 모두 원자로와 핵실험에서 생긴 것이다. 강한 알파선을 내며, 몸에 들어가면 대부분 뼈와 간에 쌓여 오래 머물기 때문에 매우 위험한 방사성 물질로 분류된다. 연구 시설에서는 밀폐된 설비 안에서 원격으로 다루는 경우가 많다. 은백색 금속이지만 공기 중에서 쉽게 산화된다.