디스프로슘 Dy

발견의 역사

1886년 프랑스의 르코크 드 부아보드랑은 산화홀뮴이라고 여겨지던 물질이 순수하지 않다는 것을 알아차렸다. 그는 암모니아와 옥살산을 이용한 침전을 수십 차례 반복하는 고된 작업 끝에 새 원소의 산화물을 분리해 냈다.

그러나 순수한 디스프로슘 금속은 한참 뒤에야 얻어졌다. 1950년대 미국 에임스 연구소의 프랭크 스페딩 연구진이 이온 교환 크로마토그래피로 희토류를 대량 분리하는 방법을 개발하면서, 디스프로슘을 비롯한 란타넘족 금속을 비교적 순수하게 생산할 수 있게 됐다. 란타넘족은 화학적 성질이 서로 너무 비슷해, 이온 교환법 이전에는 수천 번의 분별 결정이 필요한 경우도 흔했다. 오늘날 산업 현장에서는 주로 용매 추출을 수백 단계 연속으로 반복해 분리한다.

이름의 유래

이름은 그리스어 '디스프로시토스(dysprositos)'에서 왔는데, '얻기 어렵다'는 뜻이다. 분리 과정이 얼마나 힘들었는지를 발견자 스스로 이름에 새긴 셈이다. 한국어 이름은 '디스프로슘'이다.

주요 용도

• 고온용 네오디뮴 자석: 네오디뮴-철-붕소 자석에 디스프로슘을 몇 퍼센트 넣으면 고온에서의 보자력이 높아져 전기차 구동 모터, 하이브리드차, 풍력 터빈에 필수적이다. 최근에는 결정립 경계에만 소량 확산시키는 기술로 사용량을 줄이는 연구가 활발하다.
• 자기변형 합금: 터페놀-D의 구성 원소다.
• 조명: 아이오딘화 디스프로슘은 메탈할라이드 램프에서 자연광에 가까운 백색광을 내는 데 쓰인다.
• 원자력: 중성자 흡수 능력이 있어 타이타늄산 디스프로슘 등이 제어봉 재료로 쓰인 사례가 있다.

동위원소

자연 디스프로슘은 일곱 가지 안정 동위원소로 이루어지며, 그중 디스프로슘-164가 약 28%로 가장 많다. 원자로에서 중성자를 쪼여 만드는 디스프로슘-165(반감기 약 2.3시간)는 관절 질환의 방사선 활막 절제술 연구에 쓰인 적이 있다.

생활 속 원소

디스프로슘은 전기차 모터, 풍력 발전기, 하드디스크 드라이브의 자석, 스튜디오 조명 속에 들어 있다. 생산이 특정 지역에 집중돼 있어 공급 불안이 산업계의 주요 관심사이며, 폐자석 재활용 기술도 함께 발전하고 있다. 디스프로슘 화합물의 독성은 대체로 낮은 것으로 알려져 있으나 금속 분말은 인화성이 있다.