사마륨 Sm

발견의 역사

19세기 중반 화학자들은 '디디뮴'이라 불린 희토류 혼합물이 사실 여러 원소의 모임이라는 의심을 품고 있었다. 1879년 프랑스의 폴에밀 르코크 드 부아보드랑은 러시아 우랄산 광물 사마스카이트에서 얻은 디디뮴을 분광학적으로 분석해 새로운 흡수선을 확인하고, 이를 새 원소로 보고했다.

이후 사마륨 시료 역시 순수하지 않다는 사실이 드러나 1901년 유로퓸이 다시 떨어져 나왔다. 순수한 금속 사마륨은 20세기에 들어서야 얻어졌다.

이름의 유래

이름은 광물 사마스카이트에서 왔고, 사마스카이트는 러시아의 광산 관리 바실리 사마르스키-비호베츠의 이름을 딴 것이다. 그래서 사마륨은 간접적으로나마 실존 인물의 이름이 붙은 최초의 원소로 자주 소개된다. 한국어 이름은 '사마륨'이다.

주요 용도

• 영구자석: SmCo5, Sm2Co17 같은 사마륨-코발트 자석은 네오디뮴 자석보다 약간 약하지만 수백 도의 고온과 부식에 강해 항공기·미사일·고급 모터·센서에 쓰인다.
• 원자로: 사마륨-149는 열중성자를 잘 흡수해 원자로 운전에서 '독물질'로 관리해야 하는 핵분열 생성물이다.
• 의학: 사마륨-153 착화합물은 뼈 전이암 환자의 통증 완화에 쓰인다.
• 유기화학: 아이오딘화 사마륨(II)는 온화한 환원제로 유기 합성에 널리 쓰인다.

동위원소

자연 사마륨은 일곱 가지 동위원소로 이루어진다. 그중 사마륨-147(반감기 약 1060억 년)은 알파 붕괴해 네오디뮴-143이 되는데, 이 관계를 이용한 사마륨-네오디뮴 연대측정은 운석과 오래된 암석의 나이를 재는 대표적인 방법이다. 사마륨-148도 극히 긴 반감기를 가진 방사성 동위원소다. 의료용 사마륨-153은 반감기가 약 46시간이다.

생활 속 원소

일상에서 사마륨은 주로 보이지 않는 자석 속에 있다. 일부 헤드폰이나 전기 기타 픽업, 고온 환경의 센서가 사마륨-코발트 자석을 쓴다. 금속 사마륨과 화합물의 독성은 낮은 편으로 알려져 있지만, 분말은 공기 중에서 불붙기 쉬우므로 취급에 주의해야 한다. 사마륨은 지각에 약 7ppm 정도 들어 있어 이름과 달리 '희귀'하다고 보기 어렵고, 주석보다도 흔하다. 주요 공급원은 모나자이트와 바스트네사이트 같은 희토류 광석이며, 다른 란타넘족과 함께 캐낸 뒤 용매 추출로 분리한다.