나이오븀 Nb

발견의 역사

1801년 영국의 화학자 찰스 해칫은 북아메리카에서 온 광물 표본을 분석해 새로운 원소를 발견했다고 발표하고, 이를 '컬럼븀'이라 불렀다.

그런데 이듬해 스웨덴에서 발견된 탄탈럼과 성질이 너무 비슷해, 1809년 윌리엄 하이드 울러스턴은 두 원소가 같은 것이라고 결론지었다. 이 혼란은 1844년 독일의 하인리히 로제가 두 원소가 서로 다르다는 것을 보이면서 풀렸다. 로제는 이 원소에 '나이오븀'이라는 새 이름을 붙였다.

금속 나이오븀은 1864년 크리스티안 빌헬름 블롬스트란드가 처음 얻었다. 이후 약 한 세기 동안 유럽은 나이오븀, 미국 금속업계는 컬럼븀이라는 이름을 썼고, 1949년 국제순수·응용화학연합(IUPAC)이 나이오븀을 공식 이름으로 정했다.

이름의 유래

그리스 신화에서 니오베는 탄탈로스의 딸이다. 로제는 탄탈럼과 떼려야 뗄 수 없는 이 원소에 딸의 이름을 붙여 둘의 관계를 표현했다. 원소 기호는 Nb다. 한국어로는 '니오브', '니오븀'으로 불리다가 대한화학회가 영어 발음에 맞춰 정비하면서 현행 이름은 '나이오븀'이다.

주요 용도

• 고강도 저합금강: 강철에 0.1% 안팎만 넣어도 결정립이 미세해져 강하고 질긴 강재가 된다. 송유관, 자동차 차체, 교량, 건물 철골에 쓰이며 나이오븀 소비의 대부분을 차지한다.
• 초내열 합금: 제트엔진과 로켓 엔진 부품의 고온 강도를 높인다.
• 초전도 자석: 나이오븀-타이타늄 선재는 병원 MRI 장비와 대형 강입자 충돌기(LHC)의 자석에, 나이오븀-주석은 더 강한 자기장이 필요한 연구용 자석에 쓰인다. 순수 나이오븀은 입자가속기의 초전도 가속 공동을 만든다.
• 장신구: 알레르기를 잘 일으키지 않으며, 양극 산화로 표면에 다양한 색을 입힐 수 있다.

동위원소

나이오븀은 안정 동위원소가 나이오븀-93 하나뿐이다. 방사성 동위원소 나이오븀-95(반감기 약 35일)는 핵분열로 생겨 원전 주변 환경 감시에서 측정되며, 나이오븀-94는 수만 년의 긴 반감기를 가진 방사화 생성물이다.

생활 속 원소

나이오븀은 파이로클로어와 컬럼바이트 광석에서 얻는다. 전 세계 공급의 대부분(약 90%)이 브라질, 특히 미나스제라이스주 아라샤 광산에서 나온다는 점에서 공급 집중도가 매우 높은 원소다.

우리가 타는 자동차의 강판과 건물 골조, 병원 MRI 장비 속에 들어 있다. 금속 나이오븀은 인체에 무해한 편이라 피어싱과 같은 장신구, 일부 의료용 임플란트에도 쓰인다.