프로메튬 Pm

발견의 역사

1913년 헨리 모즐리가 X선 스펙트럼으로 원자번호 개념을 확립하자, 네오디뮴(60)과 사마륨(62) 사이에 아직 발견되지 않은 원소가 하나 있다는 사실이 분명해졌다. 1920년대에는 미국 일리노이 대학 연구진이 '일리늄', 이탈리아 피렌체 연구진이 '플로렌튬'을 발견했다고 주장했지만, 어느 쪽도 재현되지 않았다.

실제 확인은 제2차 세계대전 중 미국 오크리지의 클린턴 연구소에서 이루어졌다. 1945년 제이컵 마린스키, 로런스 글렌데닌, 찰스 코리엘은 우라늄 핵분열 생성물을 이온 교환 크로마토그래피로 분리해 61번 원소를 찾아냈다. 전시 보안 때문에 결과는 1947년에야 공개됐다.

이름의 유래

이름은 그리스 신화에서 신들의 불을 훔쳐 인간에게 건넨 프로메테우스에서 왔다. 코리엘의 아내 그레이스 메리 코리엘이 제안한 것으로 알려져 있으며, 핵에너지라는 강력한 힘을 인간이 손에 넣은 대가와 위험을 함께 떠올리게 하는 이름이다. 한국어 이름은 대한화학회 명칭에 따라 '프로메튬'으로 쓴다.

주요 용도

• 원자력 전지: 프로메튬-147이 내는 약한 베타선을 전기로 바꾸는 베타전지가 과거 심장박동기와 우주·군사 장비의 소형 전원으로 쓰였다.
• 야광 도료: 라듐 야광 도료를 대체해 시계 문자판이나 계기판에 쓰인 적이 있다. 베타선이 형광체를 빛나게 하는 원리다.
• 두께 측정: 종이·플라스틱 필름·금속박이 베타선을 얼마나 흡수하는지 재어 두께를 측정하는 산업용 게이지에 쓰인다.

오늘날에는 대부분 다른 방사성 동위원소나 기술로 대체되어 사용량이 매우 적다.

동위원소

프로메튬에는 안정 동위원소가 없다. 가장 오래 사는 동위원소는 프로메튬-145로 반감기가 약 17.7년이다. 실제로 가장 많이 쓰이는 것은 반감기 약 2.6년의 프로메튬-147로, 원자로에서 우라늄 핵분열 생성물이나 네오디뮴에 중성자를 쪼여 얻는다. 원자핵 속 양성자·중성자 배치 때문에 43번 테크네튬과 함께 '안정한 이웃 사이에 낀 불안정 원소'로 자주 거론된다.

생활 속 원소

일상에서 프로메튬을 접할 일은 거의 없다. 지구 지각에서는 우라늄 광석이 자발 핵분열할 때 극미량이 생길 뿐이어서, 어느 순간 지각 전체에 존재하는 양도 매우 적은 것으로 추정된다. 방사성 물질이므로 옛 야광 시계나 계측기 부품을 분해하거나 임의로 폐기해서는 안 되며, 전문 기관의 방사성 폐기물 절차를 따라야 한다.