소개
사마륨은 1879년 프랑스의 화학자 Paul-Émile L. de Boisbaudran이 처음 발견하였습니다. 이 원소는 희토류 광물인 사마르스카이트(Samarskite)에서 이름이 유래되었으며, 이 광물명은 러시아의 광산 관리였던 Vasili Samarsky-Bykhovets 대령의 이름을 따 명명된 것으로, 그의 광물학 분야에 대한 공헌을 기리는 의미를 담고 있습니다.
사마륨은 자연에서 7가지 동위원소 형태로 존재하며, 이 중 안정한 동위원소는 144Sm, 149Sm, 150Sm, 152Sm, 154Sm이고, 긴 반감기를 가진 원시 방사성 동위원소인 147Sm도 존재합니다. 이 외에도 총 31종의 인공 방사성 동위원소가 알려져 있습니다.
연계에서는 사마륨이 순수한 금속 상태로 존재하지 않고, 다른 희토류 원소들과 함께 모나자이트, 바스나사이트, 세리우믹 실리케이트, 유베소바이트, 사마르스카이트 등의 광물에 포함되어 존재합니다. 이 중 주요 산출 광물은 모나자이트 사와 바스나사이트입니다.
사마륨 Sm
원자번호: 62
원자량: 150.36 u
원자 구조: 사마륨의 최외각 전자 배치는 4f6 6s2입니다.
물리·화학적 성질: 은백색의 광택을 띠며, 중간 정도의 부드러움을 가진 금속입니다. 건조한 공기에서는 서서히 산화되며 부식에는 비교적 강하지만, 약 150℃의 온도에서는 쉽게 자연 발화할 수 있습니다.
사마륨의 주요 응용 분야:
- 자성 재료: 사마륨은 가장 자화가 잘 사라지지 않는 원소 중 하나로, 고성능 영구자석 제조에 널리 사용되며, 주요 상업적 응용은 사마륨-코발트 자석입니다.
- 이 자석은 매우 높은 자기 성능을 가지며, 영구자화 강도는 네오디뮴 자석 다음으로 강력하여, 강력한 영구 자석 모터, 디스크 드라이브, 오디오 장비, 자기 분리기 및 기타 산업 응용에 사용됩니다.
- 원자력: 천연 동위원소인 149Sm은 우수한 중성자 흡수 능력을 지녀, 원자로의 제어봉 재료로 사용됩니다.
- 의학: 인공적으로 합성된 153Sm 동위원소는 방사선 치료에 활용되며, 폐암, 전립선암, 유방암 등의 치료뿐 아니라 특히 골암 및 관절염 등 골격 질환 치료에 사용됩니다. 이 동위원소는 환자 체내에 주입되어 병변 부위에 방사선을 전달하는 치료제로 사용됩니다.
- 전자 부품: 사마륨은 형광체로 사용될 수 있으며, 디스플레이, TV 화면, 조명 응용 분야 등에서 다양한 색상의 빛을 발하는 기능으로 사용됩니다.
- 광학 유리: 사마륨이 포함된 유리는 우수한 광학 특성을 지녀, 레이저 부품, 광학 필터, 광섬유 증폭기 제조에 활용됩니다.
- 과학 연구: 실험실 환경에서 핵물리학 및 재료과학 분야의 학술 연구에 사용되며, 사마륨의 성질과 응용 가능성을 탐구하는 데 활용됩니다.
- 기타 응용: 사마륨의 산화물은 우수한 적외선 흡수제로, 특수 유리나 적외선 감응형 형광체에 자주 첨가됩니다. 또한 화학 반응 촉매, 레이저 장치, 혼합 희토류 금속 부싯돌, 메이저 등의 용도로도 활용됩니다.
