루테튬 Lu

발견의 역사

1907년 루테튬은 세 사람에 의해 거의 동시에 발견됐다. 프랑스의 조르주 위르뱅, 오스트리아의 카를 아우어 폰 벨스바흐, 미국의 찰스 제임스가 각각 마리냑의 이테르비아가 두 원소의 혼합물임을 밝혀냈다. 제임스는 발표가 늦어 우선권 경쟁에서 빠졌고, 위르뱅과 아우어 사이에는 누가 먼저인지를 두고 논쟁이 벌어졌다.

국제 원자량 위원회는 결국 위르뱅의 우선권을 인정하고 그가 제안한 이름을 채택했다. 그러나 독일어권에서는 아우어가 제안한 '카시오페이움(Cp)'이라는 이름이 1950년대까지 쓰였다. 위르뱅이 처음 제안한 철자는 '루테슘(lutecium)'이었으나 1949년에 지금의 철자로 바뀌었다. 순수한 루테튬 금속은 란타넘족 분리 기술이 발전한 1950년대 이후에야 처음 만들어졌고, 지금도 생산량이 매우 적어 킬로그램당 가격이 귀금속에 견줄 만큼 비싸다.

이름의 유래

이름은 파리의 옛 라틴어 이름 '루테티아(Lutetia)'에서 왔다. 위르뱅이 자기 도시를 기려 붙였다. 한국어 이름은 '루테튬'이다.

주요 용도

• 표적 방사선 치료: 루테튬-177을 종양에 달라붙는 분자에 결합한 치료제는 신경내분비 종양과 전이성 전립선암 치료에 쓰인다. 베타선으로 종양을 공격하면서 약한 감마선이 나와 영상으로 분포도 확인할 수 있다.
• PET 검출기: 옥시오르토규산 루테튬(LSO)과 그 이트륨 혼합형(LYSO) 결정은 감마선을 받으면 빠르고 밝게 빛나 PET 스캐너의 섬광 검출기로 널리 쓰인다.
• 촉매: 석유 정제의 분해 반응이나 중합 반응의 촉매로 연구·사용된다.
• 연대 측정: 루테튬-하프늄 연대측정으로 암석과 운석의 나이를 잰다.

동위원소

자연 루테튬은 안정한 루테튬-175(약 97.4%)와 방사성인 루테튬-176(약 2.6%)으로 이루어진다. 루테튬-176은 반감기 약 370억 년으로 베타 붕괴해 하프늄-176이 되며, 이것이 루테튬-하프늄 연대측정의 기초다. 의료용 루테튬-177은 반감기가 약 6.6일이다.

생활 속 원소

LYSO 결정을 쓰는 PET 검출기에는 자연 방사성인 루테튬-176이 들어 있어, 검출기 자체가 아주 약한 배경 방사선을 낸다. 이 신호는 장비 교정에 활용되기도 한다. 루테튬은 인체에서 알려진 역할이 없고 독성은 낮은 편으로 알려져 있다. 한편 주기율표 3족 아래에 란타넘과 루테튬 중 어느 것을 두어야 하는지는 오랫동안 논쟁거리였는데, 전자 배치를 근거로 루테튬을 두는 쪽이 옳다는 주장이 힘을 얻어 왔다.