지난 시간에는 희토류 중 가장 비싼 원소로 알려진 ‘루테튬(Lu, 원자번호 71번)’에 대해 소개해 드렸는데요. 이 시간에는 물리학자 리제 마이트너를 기리는 원소 ‘마이트너륨 (Mt, 원자번호 109번)’에 대한 이야기를 준비했습니다.
‘마이트너륨(Mt, 원자번호 109번)’은 악티늄 계열(초우라늄원소)에 속하며, 독일 중이온 가속기 연구소(GSI)에 의해 합성, 보고된 원소입니다. 독일의 화학자 오토 한과 함께 ‘핵분열’을 발견한 오스트리아의 물리학자 리제 마이트너(Lise Meitner)를 기리는 뜻에서 이름 지어졌습니다. 마이트너륨의 물리적, 화학적 성질은 확실하게 밝혀진 것이 없으며, 보륨, 하슘과 달리 화합물도 발견된 것이 전혀 없습니다. 다만 주기율표에서 바로 위 칸에 위치한 이리듐과 비슷한 성질일 것으로 예측합니다.
마이트너륨(meitnerium)은 1982년 독일 중이온 가속기 연구소(GSI)에서 탄생했습니다. 아름브루스터(Peter Armbruster, 1931~present)와 뮌첸베르크(Gottfried. Műnzenberg, 1940~present) 두 화학자를 주축으로 하는 독일 중이온 가속기 연구소(GSI) 팀은 초고속 입자가속기를 이용해 10여 일 동안 철 이온 빔을 비스무트와 충돌시켰습니다. 그 결과 철 원자와 비스무트 사이에 융합반응이 일어나 단일 핵으로 이루어진 새로운 원소가 탄생하였는데, 이 원소가 마이트너륨입니다. 마이트너륨의 반감기는 0.002~0.02초로 측정되었으며, 주기율표 제8족에 속하는 백금족원소인 원자번호 77번 이리듐(Ir)과 화학적 성질이 비슷한 것으로 나타나 에카-이리듐(eka-iridium)이라 불리기도 했습니다.
마이트너륨의 원소명은 방사능을 연구해 플루토늄 등을 발견한 오스트리아의 여성 물리학자 리제 마이트너(Lise Meitner, 1878~1968)에서 유래되었습니다. 마이트너는 1938년 우라늄 중성자에 의한 핵분열반응을 이론물리학적으로 분석해, 핵분열로부터 대량의 에너지를 만들어낼 수 있다고 생각했습니다. 핵분열의 개념을 최초로 이끌어낸 인물인 것이죠. GSI 팀은 1992년에 국제순수∙응용화학연맹(IUPAC)의 보고서가 나올 때까지 109번 원소 이름을 제안하지 않고 있다가 원소 발견의 공적을 공식적으로 인정받은 이후에야 원소 이름을 마이트너륨으로 제안하였습니다.
마이트너륨은 단지 원자 몇 개만 관찰되었고 반감기도 아주 짧아, 물리∙화학적 특성은 실험적으로 조사되지 않았습니다. 마이트너륨의 사용은 기초과학 연구 외에는 알려진바 없습니다. 다만 주기율표에서 바로 위 칸에 위치한 이리듐과 비슷한 성질일 것으로 예측되며, 은색 금속으로 귀금속의 성질을 보일 것으로 짐작됩니다.
마이트너는 우라늄 원자핵 분열의 과정을 밝히고, 그 과정에서 방출되는 막대한 에너지양을 처음으로 계산해 낸 과학자였습니다. 독일 화학자 오토 한(Otto Hahn, 1879~1968)과 더불어 핵 에너지 실용화의 토대를 닦았다는 평가를 받으며 그 공로를 인정받아 4차례나 노벨상 후보에 오르기도 했는데요. 하지만 오토 한만이 1944년 노벨화학상(수상식은 1945년)을 수상하였습니다. 마이트너가 세상을 떠난 지 20여년이 흐른 1992년 독일 다름슈타트 중이온연구소에서 합성된 109번째 원소에 그녀의 이름을 붙이게 되면서 업적이 재조명 되었습니다. 다음 시간에는 희토류 원소로서는 저렴한 원소 ‘이터븀(Yb, 원자번호 70번)’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)
재미있네요