지난 시간에는 희토류 원소 중 지각에 존재하는 양이 그나마 가장 많은 원소인 ‘세륨(Ce, 원자번호58번)’에 대한 이야기를 준비했습니다. 오늘은 치열한 이름 짓기 싸움을 거친 인공원소 ‘더브늄(Db, 원자번호105번)’에 대한 이야기를 준비했습니다.

원자번호 105번 ‘더브늄(Db)’을 소개합니다.

원자번호 105번 ‘더브늄(Dubnium)’은 주기율표 제5족 탄탈럼 밑에 위치하며, 원자핵을 충돌시켜 얻은 인공원소입니다. 아주 적은 양을 얻고 그나마도 순식간에 붕괴되기 때문에 물리화학적 특성을 알 수 없습니다. 하지만 같은 5족 원소인 바나듐, 나이오븀, 탄탈럼 등과 성질이 비슷할 것으로 짐작되고, 표준상태에서 은색 금속 고체로 공기, 수증기, 산에 잘 반응할 것으로 예상됩니다.

‘더브늄’의 발견과 원소명의 유래

더브늄(Dubnium)은 치열한 이름 짓기 싸움을 거친 원소입니다. 더브늄은 1968년 러시아 두브나 합동원자핵연구소(JINR)에서 입자가속기를 사용해 처음 합성, 발견하였습니다. 1년 뒤인 1970년 미국 로런스버클리국립연구소(LBL)는 독립적으로 더브늄을 합성, 발견하였습니다. 비슷한 시기에 원소를 발견한 러시아와 미국은 각각 확실한 연구 결과를 갖고 있었기에 우위를 점하려는 싸움을 꽤나 오랫동안 지속했습니다.

러시아는 원자 구조와 양자역학 분야에 업적을 남긴 덴마크의 물리학자 닐스 보어(Niels Bohr, 1885~1962)의 이름을 따서 닐스보륨(Nielsbohrium, Ns)으로 정하자고 주장했고, 미국은 핵분열 현상을 발견해 노벨 화학상을 수상한 오토 한(Otto Hahn, 1879~1966)의 이름을 따 하늄(Hahnium, Ha)으로 정하기를 원했습니다. 오랜 협상 끝에 105번 원소는 1997년 합동원자핵연구소가 있는 러시아 ‘두브나(dubna)’의 이름을 딴 ‘더브늄(Dubnium)’으로 확정되었습니다.

미국은 이미 로런스버클리국립연구소가 자리한 캘리포니아 주 버클리에서 이름을 따 95번 아메리슘, 97번 버클륨, 98번 캘리포늄을 지었기에 더 이상의 반대 없이 평화롭게 마무리 되었습니다.

‘더브늄’은 어디에 사용될까요?

더브늄은 반감기가 매우 짧고 한번에 원자 몇 개만 얻어져 방사성 붕괴 성질 이외의 특성은 알려져 있지 않습니다. 다만, 더브늄과 같은 5족 원소인 바나듐,나이오븀,탄탈럼 모두 합금으로 우수한 특성을 가진, 산업적으로 매우 중요한 금속 원소이므로 이와 같은 족 원소인 더브늄도 관심을 끌고 있습니다. 합성된 더브늄을 산화물 형태에서 바로 활용하려는 시도도 있었으나, 아직까지 의미 있는 결과는 나오지 않았습니다. 더브늄은 연구용 외에는 특별한 용도는 밝혀지지 않았습니다.

더브늄을 비롯, 새 원소의 발견은 러시아와 미국의 역할이 매우 주도적이기 때문에 한동안 새로운 원소의 명칭은 대부분 이들에 의해 결정될 가능성이 높습니다. 물론 이것은 오랜 세월 기초 과학 분야에 꾸준한 투자를 한 덕분입니다. 우리나라의 이름을 딴 원소는 언제쯤 나올 수 있을까요? 다음 이 시간에는 세륨의 산화물에서 처음으로 분리한 원소 ‘란타넘(La, 원자번호 57번)’에 대한 이야기로 돌아오겠습니다.

출처> 누구나 쉽게 배우는 원소 (그림으로 배우는 118종 원소 이야기) /원소가 뭐길래 (일상 속 흥미진진한 화학 이야기) / Big Questions 118 원소 (사진으로 공감하는 원소의 모든 것)