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84 Po 폴로늄 Polonium | |||
분류 | 상태 | ||
원자량 | 209 | 밀도 | 9.196 g/cm3 |
녹는점 | 254 °C | 끓는점 | 962 °C |
용융열 | 13 kJ/mol | 증발열 | 102.91 kJ/mol |
원자가 | 6 | 이온화에너지 | 812.1 kJ/mol |
전기음성도 | 2 | 전자친화도 | 183.3 kJ/mol |
발견 | M. S. Curie, P. Curie (1898) | ||
CAS 등록번호 | 7440-08-6 | ||
이전 원소 | 비스무트(Bi) | 다음 원소 | 아스타틴(At) |
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1898년에 퀴리 부부가 피치블렌드에서 우라늄보다도 훨씬 강한 방사선을 방출하는 물질을 추출하는 데 성공했다. 피치블렌드가 내뿜는 강력한 방사능에 주목해 고심 끝에 새로운 원소 폴로늄을 추출해낸 것이다. 1톤의 피치블렌드에 포함된 폴로늄의 양은 불과 100마이크로그램이었기 때문에 추출은 정말로 곤란의 극치였다. 그리하여 마리 퀴리의 조국인 폴란드의 이름을 따서 '폴로늄'이라 이름지어졌다.[1] 허나 폴로늄이 세월이 흘러 러시아의 정치적 탄압과 암살을 상징하는 방사능 홍차의 원료가 됐다는 것은 참 아이러니라고 할 수 있다. 폴로늄을 발견한 지 5달 후에 퀴리 부부는 피치블렌드에서 라듐도 발견한다.
금속 가운데 유일하게 단입방 결정(Simple Cubic)을 가진 금속이기 때문에 다행히(?)도 잘 취급되지 않는다. 인공 원소가 아닌 원소 중 주기율표에서 금속중 가장 오른쪽에 있다.[2] 산소나 황과 같은 16족.
폴로늄의 정상 녹는점은 254℃고 정상 끓는점은 962℃지만 210Po은 55℃로만 가열해도 2-3일 안에 절반이 넘게 이폴로늄(Po2) 기체로 기화한다.[3] 알파붕괴를 하면서 알파선이 원자들끼리 쳐서 밀어내는 성질을 갖는다는 가설이 나왔다.
원자번호 83번인 비스무트에 중성자를 조사하면 방사성 폴로늄이 생성된다. 러시아에서 핵잠수함의 동력 원자로로 쓰인 납냉각원자로는 납을 냉각재로 쓰는데 납의 용해온도를 낮추기 위해 합금으로 첨가하는 비스무트가 중성자를 흡수해 폴로늄을 생성하는 골치아픈 문제를 일으키기 때문에 요즘은 순수한 납을 쓰는 방향으로 연구되고 있다.
금속 가운데 유일하게 단입방 결정(Simple Cubic)을 가진 금속이기 때문에 다행히(?)도 잘 취급되지 않는다. 인공 원소가 아닌 원소 중 주기율표에서 금속중 가장 오른쪽에 있다.[2] 산소나 황과 같은 16족.
폴로늄의 정상 녹는점은 254℃고 정상 끓는점은 962℃지만 210Po은 55℃로만 가열해도 2-3일 안에 절반이 넘게 이폴로늄(Po2) 기체로 기화한다.[3] 알파붕괴를 하면서 알파선이 원자들끼리 쳐서 밀어내는 성질을 갖는다는 가설이 나왔다.
원자번호 83번인 비스무트에 중성자를 조사하면 방사성 폴로늄이 생성된다. 러시아에서 핵잠수함의 동력 원자로로 쓰인 납냉각원자로는 납을 냉각재로 쓰는데 납의 용해온도를 낮추기 위해 합금으로 첨가하는 비스무트가 중성자를 흡수해 폴로늄을 생성하는 골치아픈 문제를 일으키기 때문에 요즘은 순수한 납을 쓰는 방향으로 연구되고 있다.
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반수 치사량 (LD50)은 1 마이크로그램 이하. 맹독인 사이안화 포타슘(KCN)[4]의 LD50이 250 밀리그램이므로, 청산가리의 25만분의 1이다. 하지만 폴로늄은 자연에서의 존재량이 적고, 반감기(138일)도 짧기 때문에 별로 환경에 위협이 되지는 않는다.
동위원소 표 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
[ ~10 ]
[ ~20 ]
[ ~30 ]
[ ~40 ]
[ ~50 ]
[ ~60 ]
[ ~70 ]
[ ~80 ]
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[ ~100 ]
[ ~110 ]
[ ~120 ]
[ 색 설명 ]
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동위원소로 폴로늄-212, 214, 215, 216, 218 등이 방사성 붕괴 중간 산물로 자연에 존재하지만 모두 극도로 불안정하여 금방 다른 원소로 붕괴한다. 폴로늄-209(반감기 103년)와 폴로늄 208(반감기 2.9년)는 반감기가 긴 편이지만 주요 붕괴 사슬에 속해 있지 않기 때문에 자연적으로는 나타나지 않는 것이나 다름없다.
그나마 가장 안정적이고 흔한 동위원소인 반감기 138일의 210Po는 우라늄-238 붕괴 산물이다. 특징으로는 불안정한 폴로늄 원자핵이 알파붕괴를 하면서 알파선을 방출하는데 알파선은 감마선에 비해 물질을 관통하는 능력이 매우 작다. 종이 한장도 뚫기 힘들어서 알파선은 가이거 계수기로 탐지할 수 없다. 러시아의 KGB 전직 첩보원 알렉산더 리트비넨코 암살 사건에 사용된 방사능 홍차도 210Po이다. 방사성 물질인 데다 지구상에도 극히 희귀하게 존재하는 물질이기 때문에 정부급의 거대한 단체가 개입하지 않는 이상 취급하기 정말 어렵다.
게다가 죽은 후에도 골 때리는 문제가 생기는데 인체 내에 방사능이 들어가 죽게 될 경우 시체가 분해되면 폴로늄이 퍼져 나갈 수 있기 때문이다. 따라서 죽은 사람 주변의 유족들 뿐만 아닌 일반 대중들에게도 극도의 위협을 하기에 충분하다. 때문에 시체를 잘 밀봉해야 한다. 폴로늄의 방사선 자체는 투과력이 없다시피 해서 관을 뚫고 나오지는 못한다. 다행히 반감기가 비교적 짧기 때문에 오래지 않아 소멸된다.
담배 안에도 소량의 210Po이 존재한다. 이는 담배가 인산염 비료에 포함된 폴로늄 210을 흡수하여 저장해두기 때문이다. 담배 안에서 폴로늄을 발견한 것은 1960년대로서, 담배회사에서 지금껏 많은 돈을 들이고 연구를 했음에도 아직까지도 완전한 폴로늄 제거책을 내지 못하고 있다.
알파선을 내뿜고 붕괴된 뒤에는 납으로 변환된다. 폴로늄보다는 못하지만, 납 역시 중금속으로 몸에 쌓여 납 중독의 원인이 된다.
- 폴로늄은 옛날에 직물공장 등에서 이용된 적이 있는데 이것은 폴로늄에서 방출되는 알파 입자의 전리 작용을 이용한 것이었다. 이 전리에 의해 발생한 정전기를 공중에 흩어 버리고, 직물 기계에 축적되는 정전기를 중화시켜 조작시의 전기 충격이 일어나지 않게 하거나, 건조판면에 먼지가 앉는 것을 막거나 한 것이었다. 지금은 연구용 알파 입자원으로서 사용되고, 폴로늄과 베릴륨의 합금은 중성자선원으로서 이용되고 있다. 1g의 폴로늄이 든 캡슐은 알파붕괴를 일으키며 500℃의 열이 발생하기 때문에 인공위성의 경량열원으로도 이용된다(520kJ/h). 자세한 것은 원자력 전지 문서 참조.
영화 트랜센던스에서 AI 전문가 윌 캐스터가 총에 맞았는데, 일반 총알이었다면 스쳐 지나가서 아무 문제 없었으나 폴로늄이 함유되어 있어 회복하지 못하고 죽게 된다.
영화 케이트에서 주인공인 케이트에게 사용된 독극물로 나온다. 갑작스런 신체 이상 증세로 임무에 실패하고 도주하던 중 교통사고가 나서 경찰에 의해 병원으로 옮겨진다. 병원에서 깨어나자 의사가 최근 방사능에 노출된 적이 있느냐며 묻자 없다고 대답하는데, 이에 의사는 가속적 ARS(급성 방사능 증후군) 증세가 있다고 말한다. 이에 케이트가 어떤 물질이냐고 묻는다. 의사는 아주 특수한 것이라고 하자, '폴로늄 210?'이라고 되묻는데 돌아오는 대답은 '폴로늄 204'...
소설 대통령 각하 만세에서 반체제 인사를 암살하는데 쓰인다. 작중 배경이 20세기 초반이라 아무도 방사능의 위협을 몰라서 당하는 측 입장에서는 원인을 규명 못 해서 당하고 있다. 그냥 괴질이거나 독으로 인식해서 의사를 보내거나 소독으로 대응하지만 의사도 줄줄이 방사능에 노출돼서 죽는 끔찍한 질병으로 알려진다. 실험체가 방사능으로 온몸이 녹아내려서 눈알이 굴러다닌다거나 녹아버린 장기들에 대한 묘사가 일품이다.[5]
영화 케이트에서 주인공인 케이트에게 사용된 독극물로 나온다. 갑작스런 신체 이상 증세로 임무에 실패하고 도주하던 중 교통사고가 나서 경찰에 의해 병원으로 옮겨진다. 병원에서 깨어나자 의사가 최근 방사능에 노출된 적이 있느냐며 묻자 없다고 대답하는데, 이에 의사는 가속적 ARS(급성 방사능 증후군) 증세가 있다고 말한다. 이에 케이트가 어떤 물질이냐고 묻는다. 의사는 아주 특수한 것이라고 하자, '폴로늄 210?'이라고 되묻는데 돌아오는 대답은 '폴로늄 204'...
소설 대통령 각하 만세에서 반체제 인사를 암살하는데 쓰인다. 작중 배경이 20세기 초반이라 아무도 방사능의 위협을 몰라서 당하는 측 입장에서는 원인을 규명 못 해서 당하고 있다. 그냥 괴질이거나 독으로 인식해서 의사를 보내거나 소독으로 대응하지만 의사도 줄줄이 방사능에 노출돼서 죽는 끔찍한 질병으로 알려진다. 실험체가 방사능으로 온몸이 녹아내려서 눈알이 굴러다닌다거나 녹아버린 장기들에 대한 묘사가 일품이다.[5]
[1] 참고로 주기율표의 원소들 중 국가의 이름을 딴 원소는 폴로늄을 포함하여 총 7개이다. 독일의 이름을 딴 저마늄, 프랑스의 이름을 딴 갈륨과 프랑슘, 미국(혹은 아메리카 대륙 그 자체)의 이름을 딴 아메리슘, 러시아의 이름을 딴 루테늄, 일본의 이름을 딴 니호늄, 그리고 본 문서인 폴로늄이 바로 그 주인공이다.[2] 인공 원소까지 포함하면 가장 오른쪽에 있는 금속은 오가네손.[3] 실제로 낮은 온도에서 이원자인 홑원소 분자로 기체를 이루는 것은 비금속 원소의 매우 전형적인 특징이다.[4] 일명 청산가리[5] 이 실험 때 사용한 양은 대략 3mg. 알려진 치사량의 3천배 이상이다. 해당 실험을 한 연구원들도 시체를 주삿바늘로 찌르는 등 굉장히 가까이 다가가서 결과를 기록하는 행동을 했으므로 별도의 방사능 대책을 세우지 않았다면 의사들과 마찬가지로 무사할 가능성은 낮다.
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