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페르뮴

last modified: 2014-10-12 20:58:37 by Contributors

Fermium

악티늄족 원소의 일종으로, 원자번호는 무려 100번.


페르뮴은 1952년 미국에서 있었던 수소폭탄 실험에서 얻은 재에서 아인슈타이늄과 함께 발견된 원소이다. 아인슈타이늄과 마찬기지로 페르뮴도 군사기밀로 취급되어 1955년까지 발견이 공표되지 않았다.

인공 방사성 원소로, 원자로 등에서 중성자흡수로 합성가능한 마지막 원소이다. 중성자를 다량 먹고 중간에 핵분열을 하는 동위 원소도 거치기 때문에도 있지만, 반감기가 짧아 오래 버티지 못해 다량을 얻는 것은 불가능하고 매우 소량의 페르뮴만 얻을 수 있다. 중성자를 무한정 먹어도 258Fm는 반감기가 3.2*10^-4초밖에 되지 않으며 100% 자발핵분열로 붕괴하기 때문에 결국 257Fm이 반감기 100.4일의 마지막 동위 원소라는 것이다.

현재 맨눈으로 관측할 정도까지는 이르지 않았지만 아마 은색의 금속으로 공기나 산 등에 쉽게 반응하리라 여겨진다.

반감기가 100.4일이나 되는 동위체인 257Fm이 있음에도 왜 mg단위까지 분리하지 못했을까?
그 이유는 핵반응의 과정에 원인이 있다.
253Es이 중성자를 흡수하면 254Es이 된다. 254Es은 열중성자로에서는 97%, 고속중성자(자원중성자)로에서는 63%가 핵분열이 되는 핵분열동위체이다.
그 다음 소량이 255Es으로 변하는데 반감기가 39.8일밖에 되지 않아 65%가 255Fm으로 붕괴하고 35%가 256Es을 거쳐 256Fm으로 붕괴되는데 255Fm도 핵분열성 동위체로 핵분열을 한다.
결국 핵분열하는 동위체를 거치기 때문에 양이 줄게 된다.

하지만 결정적인 가장 큰 이유는 255Fm과 256Fm의 반감기이다. 이들의 반감기는 각각 20.07시간, 2시간 37분 42초에 불과하기 때문에 중성자를 흡수하기도 전에 각각 99.2%, 99.9%이상이 알파붕괴를 해서 캘리포늄의 동위체로 붕괴된다는 것.
결국 페르뮴-257은 극소량이 형성되어 고성능 현미경으로나 관측할 수 있을 만큼이나 생성될 수밖에 없는 매우 어려운 조건일 수밖에 없다.

이름의 유래가 된 페르미는 다름아닌 핵무기제조에 관여한 물리학자로, 후에 제조에 관여한 것을 후회해 수소폭탄의 제조를 반대했다.
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