금속의 인공 합성, 마법 연금술

금속의 인공 합성, 마법 연금술

원소 주기율표는 원자 번호 1부터 시작해 100이 넘는 원소들로 죽 나열되어 있다. 이 가운데에서 뒷자리의 원소들은 인간이 핵기술을 발전시킨 덕분에 인공적으로 합성하게 되었다.

최근에 인공 합성으로 탄생한 초중량 원소는 원자번호 117번 우눈셉튬(ununseptium, uus)이라는 원소이다. 2010.04월 미국 캘리포니아 로런스리버모어 국립 연구소(LLNL)와 러시아 두브나의 합동 핵연구소의 물리학자들이 탄생시켰다. 덕분에 그동안 이론적으로 예측이 되어온 안정성의 섬(island of stability)의 원소에 대한 기대가 높아지고 있다.

최근에 만들어진 초중량 원소는 반감기가 수초 내지 수밀리초 밖에 안 된다. 안정적이지 않다. 그런데 이론적으로 이보다 더 무거우면서도 안정한 초중량 원소가 존재한다. 원자핵을 구성하는 양성자와 중성자가 껍질을 다 채워 마법의 수를 이루면서 원소는 안정적으로 된다. 이런 원소를 주변의 다른 원소와 달리 섬처럼 안정하게 있다고 해서 안정성의 섬(island of stability)이라고 부른다.

이론적으로 이런 원소는 중성자가 184개에 양성자가 114개, 120개 또는 126개이다. 이 중 가장 가능성이 높은 경우는 양성자 114개짜리이다. 2010.04월 원자번호 117인 초중량 원소가 탄생했으니 이미 원자번호 114번짜리 초중량 원소가 등장한 것이다. 여기에서 원자 번호는 양성자 수가 같다. 따라서 양성자 114개짜리 원소는 만들어진 셈이다. 그러나 이 원소는 중성자 수가 184개에 못 미친다.

문제는 중성자 수를 184개로 늘리는 일이 만만하지 않다는 것이다. 양성자 114개와 중성자 184개짜리 원소를 만들려면 강력한 방사선 원자빔이 필요하다.

문제는 현재 기술로 가능하지 않은 부분들이 있다. 그렇다고 해도 양성자 114개와 중성자 184개짜리 초중량 원소를 조만간에 기대하는 것이 완전 불가능하다고 예상되는 것도 아니다. (동아 사이언스 박미용 기자, 입력: 2010.12.31)