최근 수정 시각 : 2024-11-29 16:37:41

폴로늄



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족
주기
 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
1 H He
2 Li Be B C N O F Ne
3 Na Mg Al Si P S Cl Ar
4 K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr
5 Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe
6 Cs Ba (란) Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn
7 Fr Ra (악) Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn Nh Fl Mc Lv Ts Og
(란) La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu
(악) Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr
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84Po
폴로늄
　|　
Polonium
분류 전이후 금속 상태 고체
원자량 209 밀도 9.196 g/cm3
녹는점 254 °C 끓는점 962 °C
용융열 13 kJ/mol 증발열 102.91 kJ/mol
원자가 6 이온화에너지 812.1 kJ/mol
전기음성도 2 전자친화도 183.3 kJ/mol
발견 M. S. Curie, P. Curie (1898)
CAS 등록번호 7440-08-6
이전 원소 비스무트(Bi) 다음 원소 아스타틴(At)


1. 개요2. 독성3. 이용4. 대중문화에서
파일:polonium.jpg 파일:attachment/Po-usage.jpg [clearfix]

1. 개요

1898년에 퀴리 부부가 피치블렌드에서 우라늄보다도 훨씬 강한 방사선을 방출하는 물질을 추출하는 데 성공했다. 피치블렌드가 내뿜는 강력한 방사능에 주목해 고심 끝에 새로운 원소 폴로늄을 추출해낸 것이다. 1톤의 피치블렌드에 포함된 폴로늄의 양은 불과 100마이크로그램이었기 때문에 추출은 정말로 곤란의 극치였다. 그리하여 마리 퀴리의 조국인 폴란드의 이름을 따서 '폴로늄'이라 이름지어졌다.[1] 허나 폴로늄이 세월이 흘러 러시아의 정치적 탄압과 암살을 상징하는 방사능 홍차의 원료가 됐다는 것은 참 아이러니라고 할 수 있다. 폴로늄을 발견한 지 5달 후에 퀴리 부부는 피치블렌드에서 라듐도 발견한다.

금속 가운데 유일하게 단입방 결정(Simple Cubic)을 가진 금속이기 때문에 다행히(?)도 잘 취급되지 않는다. 인공 원소가 아닌 원소 중 주기율표에서 금속중 가장 오른쪽에 있다.[2] 산소나 황과 같은 16족.

폴로늄의 정상 녹는점은 254℃고 정상 끓는점은 962℃지만 210Po은 55℃로만 가열해도 2-3일 안에 절반이 넘게 이폴로늄(Po2) 기체로 기화한다.[3] 알파붕괴를 하면서 알파선이 원자들끼리 쳐서 밀어내는 성질을 갖는다는 가설이 나왔다.

원자번호 83번인 비스무트에 중성자를 조사하면 방사성 폴로늄이 생성된다. 러시아에서 핵잠수함의 동력 원자로로 쓰인 납냉각원자로는 납을 냉각재로 쓰는데 납의 용해온도를 낮추기 위해 합금으로 첨가하는 비스무트가 중성자를 흡수해 폴로늄을 생성하는 골치아픈 문제를 일으키기 때문에 요즘은 순수한 납을 쓰는 방향으로 연구되고 있다.

2. 독성

파일:GHS 보건재해 표지.svg
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[1] 암의 종류에 따라 1군/2A군으로 나뉜다.
[2] GMO, 항생제 등 고기 잔류 물질이 문제가 아니다. IARC에서는 확실히 밝히지는 않았지만 고기의 성분 자체가 조리되면서 발암 물질을 필연적으로 함유하기 때문이라고 논평하였다. 청정우 같은 프리미엄육을 사 먹어도 발암성이 있다는 뜻이다. 이에 전세계의 육류업자들이 고기를 발암물질로 만들 셈이냐며 정식으로 항의하기도 하는 등 논란이 있었다.
[3] 단, 올바른 조리 과정을 거치면 먹어도 문제는 없다. 문서 참조.
[4] 카프로락탐. 2019년 1월 18일 IARC 서문 개정에 따라 불필요하다고 판단되어 삭제되었다. # 		}}}}}}}}}


반수 치사량 (LD50)은 1 마이크로그램 이하. 맹독인 사이안화 포타슘(KCN)[4]의 LD50이 250 밀리그램이므로, 청산가리의 25만분의 1이다.[5] 하지만 폴로늄은 자연에서의 존재량이 적고, 반감기(138일)도 짧기 때문에 별로 환경에 위협이 되지는 않는다.

동위원소 표
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n ↓ n H He Li 4 5
0 1H 2He 3Li Be B 6 7
1 1n 2H 3He 4Li 5Be 6B C N 8
2 2n 3H 4He 5Li 6Be 7B 8C 9N O 9
3 3n 4H 5He 6Li 7Be 8B 9C 10N 11O F 10
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27
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10 21Na 22Mg 23Al 24Si 25P 26S Cl Ar 19
11 22Na 23Mg 24Al 25Si 26P 27S 28Cl 29Ar K 20
12 23Na 24Mg 25Al 26Si 27P 28S 29Cl 30Ar 31K Ca
13 24Na 25Mg 26Al 27Si 28P 29S 30Cl 31Ar 32K 33Ca
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19 40Sc 41Ti 42V 43Cr 44Mn 45Fe Co Ni
20 41Sc 42Ti 43V 44Cr 45Mn 46Fe 47Co 48Ni
21 42Sc 43Ti 44V 45Cr 46Mn 47Fe 48Co 49Ni 29
22 43Sc 44Ti 45V 46Cr 47Mn 48Fe 49Co 50Ni Cu 30
23 44Sc 45Ti 46V 47Cr 48Mn 49Fe 50Co 51Ni 52Cu Zn
24 45Sc 46Ti 47V 48Cr 49Mn 50Fe 51Co 52Ni 53Cu 54Zn
25 46Sc 47Ti 48V 49Cr 50Mn 51Fe 52Co 53Ni 54Cu 55Zn
26 47Sc 48Ti 49V 50Cr 51Mn 52Fe 53Co 54Ni 55Cu 56Zn
27 48Sc 49Ti 50V 51Cr 52Mn 53Fe 54Co 55Ni 56Cu 57Zn
28 49Sc 50Ti 51V 52Cr 53Mn 54Fe 55Co 56Ni 57Cu 58Zn
29 50Sc 51Ti 52V 53Cr 54Mn 55Fe 56Co 57Ni 58Cu 59Zn
30 51Sc 52Ti 53V 54Cr 55Mn 56Fe 57Co 58Ni 59Cu 60Zn
31 52Sc 53Ti 54V 55Cr 56Mn 57Fe 58Co 59Ni 60Cu 61Zn
32 53Sc 54Ti 55V 56Cr 57Mn 58Fe 59Co 60Ni 61Cu 62Zn
33 54Sc 55Ti 56V 57Cr 58Mn 59Fe 60Co 61Ni 62Cu 63Zn
34 55Sc 56Ti 57V 58Cr 59Mn 60Fe 61Co 62Ni 63Cu 64Zn
35 56Sc 57Ti 58V 59Cr 60Mn 61Fe 62Co 63Ni 64Cu 65Zn
36 57Sc 58Ti 59V 60Cr 61Mn 62Fe 63Co 64Ni 65Cu 66Zn
37 58Sc 59Ti 60V 61Cr 62Mn 63Fe 64Co 65Ni 66Cu 67Zn
38 59Sc 60Ti 61V 62Cr 63Mn 64Fe 65Co 66Ni 67Cu 68Zn
39 60Sc 61Ti 62V 63Cr 64Mn 65Fe 66Co 67Ni 68Cu 69Zn
40 61Sc 62Ti 63V 64Cr 65Mn 66Fe 67Co 68Ni 69Cu 70Zn
41 62Sc 63Ti 64V 65Cr 66Mn 67Fe 68Co 69Ni 70Cu 71Zn
42 63Sc 64Ti 65V 66Cr 67Mn 68Fe 69Co 70Ni 71Cu 72Zn
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<colbgcolor=#ccc,#333> 52 80Ni 81Cu 82Zn
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57
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25 56Ga Ge 33
26 57Ga 58Ge As
27 58Ga 59Ge 60As 34
28 59Ga 60Ge 61As Se 35
29 60Ga 61Ge 62As 63Se Br 36
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31 62Ga 63Ge 64As 65Se 66Br 67Kr
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동위원소로 폴로늄-212, 214, 215, 216, 218 등이 방사성 붕괴 중간 산물로 자연에 존재하지만 모두 극도로 불안정하여 금방 다른 원소로 붕괴한다. 폴로늄-209(반감기 124년)와 폴로늄 208(반감기 2.9년)는 반감기가 긴 편이지만 주요 붕괴 사슬에 속해 있지 않기 때문에 자연적으로는 나타나지 않는 것이나 다름없다.

그나마 가장 안정적이고 흔한 동위원소인 반감기 138일의 210Po는 우라늄-238 붕괴 산물인데 방사능이 강하면서도 모으고 관리하기 힘들 정도로 반감기가 짧지는 않기 때문에 비소나 탈륨 등을 잇는 차세대의 독약으로 주목 받고 있다. 불안정한 폴로늄 원자핵이 알파붕괴를 하면서 알파선을 미친 듯이 내놓는데 알다시피 알파선은 물질을 관통하는 능력이 매우 작다. 종이 한 장도 제대로 뚫지 못한다. 인체 외부에서 피부를 뚫지 못한다는 건 잘 알려져 있는데 실은 가이거 카운터의 유리관도 뚫지 못할 정도다. 즉, 가이거 카운터로 폴로늄을 제대로 탐지할 수 없다. 따라서 폴로늄은 관리하기 쉬운 편인 데다 탐지도 어렵고 체내에 들어갔을 때만 효과가 있는 강력한 극독인 셈이다. 러시아의 KGB 전직 첩보원 알렉산더 리트비넨코 암살 사건에 사용된 방사능 홍차도 210Po이다. 방사성 물질인 데다 지구상에도 극히 희귀하게 존재하는 물질이기 때문에 정부급의 거대한 단체가 개입하지 않는 이상 취급하기 정말 어렵지만 엄청나게 다루기 어려운 만큼 독의 효력도 확실한 편이다. 작정하고 암살을 하겠다면 이만한 독도 없다. 방사선까지 내뿜으니 종래의 독과는 달리 해독하기도 쉽지 않다. 그나마 몸 안에서 빼낼 수 있는 중독 해독제론 BAL 등이 있는데 이마저도 빨리 조치를 안 취하면 죽는다.

게다가 죽은 후에도 골 때리는 문제가 생기는데 인체 내에 방사능이 들어가 죽게 되면 시체에서도 방사선을 뿜어내기 때문에 시체 처리마저도 곤란해진다. 방사선을 차단하는 두꺼운 콘크리트나 납으로 이루어진 관에 시체를 넣어 꽁꽁 밀봉한 뒤 그 관마저 콘크리트로 아예 메워 버려야 비로소 안정적으로 시체 처리가 되기 때문에 죽은 사람 주변의 유족들 뿐만 아닌 일반 대중들에게도 극도의 위협을 하기에 충분하다.

담배 안에도 소량의 210Po이 존재한다. 이는 담배가 인산염 비료에 포함된 폴로늄 210을 흡수하여 저장해두기 때문이다. 담배 안에서 폴로늄을 발견한 것은 1960년대로서, 담배회사에서 지금껏 많은 돈을 들이고 연구를 했음에도 아직까지도 완전한 폴로늄 제거책을 내지 못하고 있다.

알파선을 내뿜은 뒤도 문제인데 마찬가지로 몸에 해로운 납이 생성되기 때문이다.

3. 이용

  • 폴로늄은 옛날에 직물공장 등에서 이용된 적이 있는데 이것은 폴로늄에서 방출되는 알파 입자의 전리 작용을 이용한 것이었다. 이 전리에 의해 발생한 정전기를 공중에 흩어 버리고, 직물 기계에 축적되는 정전기를 중화시켜 조작시의 전기 충격이 일어나지 않게 하거나, 건조판면에 먼지가 앉는 것을 막거나 한 것이었다. 지금은 연구용 알파 입자원으로서 사용되고, 폴로늄과 베릴륨의 합금은 중성자선원으로서 이용되고 있다. 1g의 폴로늄이 든 캡슐은 알파붕괴를 일으키며 500℃의 열이 발생하기 때문에 인공위성의 경량열원으로도 이용된다(520kJ/h). 자세한 것은 원자력 전지 문서 참조.
  • 반러 인사들에 대한 홍차 암살 사건에도 사용되었다. 검출된 성분이 대단히 구하기 어려운 폴로늄인 까닭에 러시아 정부와 푸틴이 암살에 개입했다는 것이 공공연한 사실로 받아들여지고 있지만 당연히 푸틴 자신은 뻔뻔히 부정하고 있다. 방사능 홍차 문서 참조.

4. 대중문화에서

영화 트랜센던스에서 AI 전문가 윌 캐스터가 총에 맞았는데, 일반 총알이었다면 스쳐 지나가서 아무 문제 없었으나 폴로늄이 함유되어 있어 회복하지 못하고 죽게 된다.

영화 케이트에서 주인공인 케이트에게 사용된 독극물로 나온다. 갑작스런 신체 이상 증세로 임무에 실패하고 도주하던 중 교통사고가 나서 경찰에 의해 병원으로 옮겨진다. 병원에서 깨어나자 의사가 최근 방사능에 노출된 적이 있느냐며 묻자 없다고 대답하는데, 이에 의사는 가속적 ARS(급성 방사능 증후군) 증세가 있다고 말한다. 이에 케이트가 어떤 물질이냐고 묻는다. 의사는 아주 특수한 것이라고 하자, '폴로늄 210?'이라고 되묻는데 돌아오는 대답은 '폴로늄 204'...

소설 대통령 각하 만세에서 반체제 인사를 암살하는데 쓰인다. 작중 배경이 20세기 초반이라 아무도 방사능의 위협을 몰라서 당하는 측 입장에서는 원인을 규명 못 해서 당하고 있다. 그냥 괴질이거나 독으로 인식해서 의사를 보내거나 소독으로 대응하지만 의사도 줄줄이 방사능에 노출돼서 죽는 끔찍한 질병으로 알려진다. 실험체가 방사능으로 온몸이 녹아내려서 눈알이 굴러다닌다거나 녹아버린 장기들에 대한 묘사가 일품이다.[6]
[1] 참고로 주기율표의 원소들 중 국가의 이름을 딴 원소는 폴로늄을 포함하여 총 7개이다. 독일의 이름을 딴 저마늄, 프랑스의 이름을 딴 갈륨과 프랑슘, 미국(혹은 아메리카 대륙 그 자체)의 이름을 딴 아메리슘, 러시아의 이름을 딴 루테늄, 일본의 이름을 딴 니호늄, 그리고 본 문서인 폴로늄이 바로 그 주인공이다. [2] 인공 원소까지 포함하면 가장 오른쪽에 있는 금속은 오가네손. [3] 실제로 낮은 온도에서 이원자인 홑원소 분자로 기체를 이루는 것은 비금속 원소의 매우 전형적인 특징이다. [4] 흔히들 청산가리라고 알고 있는 그 물질이다. [5] 물론 이는 체내에서의 알파선 방출에 의한 독성이지 청산가리처럼 직접적인 화학적 작용으로 인한 독성은 아니다. WHO가 인정한 발암물질에서 폴로늄은 직접적으로 언급되지 않았다. 방사성 물질이기 때문에 발암물질이다. [6] 이 실험 때 사용한 양은 대략 3mg. 알려진 치사량의 3천배 이상이다. 해당 실험을 한 연구원들도 시체를 주삿바늘로 찌르는 등 굉장히 가까이 다가가서 결과를 기록하는 행동을 했으므로 별도의 방사능 대책을 세우지 않았다면 의사들과 마찬가지로 무사할 가능성은 낮다.

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