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아메리슘

last modified: 2014-11-19 20:01:02 by Contributors

Americium

원소의 일종으로, 원자번호 95번.


Contents

1. 개요
2. 용도
3. 동위원소
4. 아메리슘 총알

1. 개요

리포니아 대학의 글렌 시보그가 원자로를 이용해 플루토늄에 중성자를 조사해서 생성한 인공 원소이다. 은색의 광택이 있는 금속으로, 원소명의 유래는 아메리카 대륙. (훗날 저 발견자의 이름을 딴 '시보귬'이란 원소도 출현한다. 참고로 이 원소는 당시(1997년) 생존자 이름이 붙은 최초의 원소라고. 시보그는 1999년 작고.)

2. 용도

아메리슘은 연기 탐지기에 이용되는데, 탐지기 1개당 150 마이크로그램의 아메리슘 박막이 사용된다. 보통 아메리슘-241이 이용되는데 반감기가 432년으로 짧아 탐지기 이용에 적합하다. 아메리슘 붕괴시에 방출되는 알파선에 의해 탐지기에 전기가 발생하고, 이온챔버로 들어온 연기의 그을음 등이 전류치를 낮추면 알람이 울리도록 되어 있다. 또, 연기가 사라지면 전류치가 돌아오기 때문에 알람도 멈추도록 만들어져 있다. 이것은 금 박편으로 감싸져 보호되기 떄문에, 삼켜도 위산에 녹거나 하지 않아서 자살하려고 연기 탐지기의 아메리슘을 먹은 한 남자는 죽지는 않았다.

3. 동위원소

아메리슘의 동위 원소는 231Am에서 249Am까지 합성되었으나 주요 동위 원소는 241~243Am이다.
241Am은 반감기 432년으로 극소량이 연기 탐지기등으로 쓰이고 있다.
원자력 발전의 사용후 핵폐기물 연료나 실험용 원자로에서 대량 형성되므로 원자력 전지 용도로도 쓰일 예정이었으나 알파선과 동시에 감마선도 방출하기 때문에 상당히 제한이 따르므로 실제로는 매우 제한적으로 이용된다. 두툼한 차폐제를 써야 하기 때문에 우주 탐사선용으로 이용될 수 있을 것이다.

242Am은 241Am이 중성자를 하나 흡수하면 형성되고 대부분 242Cm으로 붕괴한다.
10%만이 242mAm으로 붕괴하는데 핵분열 효율이 좋지만 중성자 흡수를 대부분 해서 원자로에서 소멸되므로 극소량이 형성된다.

243Am도 알파선에 감마선을 내뿜을므로 핵폐기물에 불과하지만 중성자를 하나 흡수하면 244Am이 되고 244Cm으로 붕괴하므로 244Cm 생산에 사용되고 있다.

4. 아메리슘 총알

5g으로 핵분열을 일으킬 수 있다고 해서 소총 탄환에 아메리슘을 넣은 소총용 핵탄두가 가끔 소설에 등장한다. 국내에서 출판된 최초의 통신소설로 알려진 '아틀란티스 광시곡 '[1] 에서 처음 등장하며, 북한이 가지고 있다주장하는 사람들도 있다. 이 설정을 이용한건지는 알 수 없으나 탁탁탁하다오줌싼놈김탁봉의 빵이오하자드에서도 이 소총용 핵탄두가 나온다.

아메리슘-242m1이 핵분열성 동위체이기 때문에 이러한 소설이 등장한 것이지만 실제로 사실과 다르다. 아메리슘-242m은 극소량 생성되기 때문에 핵무기로도 제조가 불가능하다. 또한 임계질량이 12kg이나 된다.(플루토늄-239보다 더 높다.)
이론상으로 두터운 철로 감쌓여지고 철 안에 물을 넣은 반사재가 있고 중성자를 모두 열중성자로 바꾼다면 임계질량이 16.7g까지 줄일 수 있지만 역시 이론상에 불가하다. 실제로는 핵분열하고 막 나온 중성자는 고속중성자이고 이걸 30cm의 두꺼운 철안에 아메리슘-242m1을 가둔다면 4.6kg까지 임계질량을 줄일수 있는 있다.

현실은 4.6kg까지 임계질량을 줄일 수 있고 30cm나 되는 두꺼운 반사재를 둘러야만 한다. 얼마나 무겁겠는가. 이 정도면 대형 미사일로 발사해야 한다.

자세한 사항은 아메리슘 총알 항목 참고.
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  • [1] 아틀란티스 광시곡과 스핑크스의 저주 두 작품 모두 이성수 씨가 통신망에서 연재하였던 내용을 출판한 것이다. 스핑크스의 저주에 앞서서 출간된 아틀란티스 광시곡에서, '플라리늄'이라는 가상의 금속을 합성하기 위해 아메리슘이 소개되는데, 그 때 총알 크기의 핵탄두 제작이 가능하다면서 소개하는 장면이 있다.
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