크립톤 Kr

발견의 역사

1898년 영국의 화학자 윌리엄 램지와 모리스 트래버스는 액체 공기를 천천히 증발시키고 남은 소량의 잔류물을 분광기로 조사했다. 그들은 이전에 본 적 없는 밝은 노란색과 초록색 스펙트럼선을 발견했고, 이를 새로운 원소로 발표했다.

같은 해 두 사람은 비슷한 방법으로 네온과 제논도 찾아냈다. 불과 몇 달 사이에 주기율표 맨 오른쪽 열의 원소 세 개가 채워진 셈이다. 램지는 비활성 기체 발견의 공로로 1904년 노벨 화학상을 받았다.

비활성 기체는 오랫동안 어떤 화합물도 만들지 않는다고 여겨졌지만, 1963년 무렵 크립톤과 플루오린이 결합한 이플루오린화 크립톤(KrF₂)이 합성되면서 크립톤도 화학 반응을 할 수 있음이 밝혀졌다.

이름의 유래

이름은 그리스어로 '숨겨진'을 뜻하는 크립토스(kryptos)에서 왔다. 공기 속에 아주 적게 숨어 있다가 드러났다는 뜻이다. 원소 기호는 Kr이다. 한국어 이름 '크립톤'은 표기 변화 없이 쓰인다. 영화 속 슈퍼맨의 고향 행성 이름과 같지만, 실제 원소와는 관련이 없다.

주요 용도

• 단열 유리: 크립톤은 공기나 아르곤보다 열을 덜 전달해 고단열 삼중 유리창 사이를 채우는 데 쓰인다.
• 조명: 백열전구에 넣으면 필라멘트 증발이 줄어 수명과 밝기가 개선된다. 공항 활주로 조명과 사진 플래시에도 쓰였다.
• 레이저: 플루오린화 크립톤(KrF) 엑시머 레이저는 파장 248 nm의 자외선을 내며 반도체 회로를 새기는 노광 장비에 쓰였다.
• 우주 추진: 일부 인공위성 전기 추진기(홀 추진기)는 제논보다 싼 크립톤을 추진제로 쓴다.

동위원소

자연계 크립톤은 여섯 가지 동위원소로 이루어지며, 가장 많은 것은 크립톤-84(약 57%)다. 크립톤-78은 매우 긴 반감기로 붕괴하지만 사실상 안정하다. 방사성 동위원소 크립톤-85(반감기 약 10.7년)는 핵분열로 생기며, 대기 중 농도를 측정해 사용후핵연료 재처리 활동을 감시하는 데 쓰인다. 우주선이 대기에서 만드는 크립톤-81(반감기 약 23만 년)은 아주 오래된 지하수와 빙하의 나이를 재는 데 쓰인다.

생활 속 원소

크립톤은 공기를 액화해 산소와 질소를 분리하는 과정에서 부산물로 얻는다. 공기 중 함량이 적어 값이 비싸다.

화학적으로 거의 반응하지 않고 독성도 없지만, 밀폐된 공간에서 많이 새어 나오면 산소를 밀어내 질식 위험이 있다. 1960년부터 1983년까지는 크립톤-86이 내는 주황빛 스펙트럼선의 파장으로 1미터를 정의했다. 지금은 빛의 속도를 기준으로 미터를 정의한다.