스트론튬 (Sr)

발견 과정

발견: 1787 · William Cruickshank

스트론튬은1790년 스코틀랜드의 스트론티안 마을의 납 광산에서 아데어 크로포드(Adair Crawford)와 그의 동료가 광물 형태로 처음으로 발견되었다. 두 사람은 이 광물이 주변에서 발견되는 다른 광물과는 다르다는 것을 발견하였다. 이후 험프리 데이비가1808년에 처음으로 염화 스트론튬과 산화 수은의 혼합물을 전기분해하여 분리해냈다. 발견 이후19세기에는 수산화 스트론튬을 이용해 사탕무에서 설탕을 생산하는 과정에 대량으로 사용되었다. 제1차 세계대전 직전까지 매년10만~15만 톤의 설탕이 이러한 방식으로 생산되었으며, 수산화 스트론튬은 다시 재사용이 가능했다. 제2차 세계대전 이후 냉전 시기에 대기권에서 실시된 핵실험에서는 핵분열 산물로90Sr이 비교적 높은 수치로 생성되는 것이 발견되었다. 스트론튬은 칼슘과 화학적 성질이 비슷하여 뼈에 축적되는 성질이 있고 몸에서 잘 배출되지 않기 때문에 이러한 방사성 스트론튬에 노출되면 건강에 악영향을 미칠 수 있다.

용도와 활용

전체 스트론튬 생산량의3/4정도는 컬러TV의 음극선관 유리로 사용된다. 이는 음극선관에서 생성되는X선을 막는 효과가 있다. 컴퓨터의CRT모니터에서도X선을 차단할 때 납유리와 함께 쓰이나, 납유리는X선과 상호작용하여 변색되므로 실제 스크린에는 스트론튬이나 바륨으로 된X선 차단 유리를 사용한다. 그러나 현재는 이러한 모니터 대신LCD, LED등의 디스플레이 장치로 대체되고 있으므로 스트론튬 사용도 감소 추세에 있다. 자연에 존재하는4가지의 안정한 스트론튬 동위 원소들의 존재 비율은 지역에 따라 큰 차이를 보인다. 또한, 스트론튬은 칼슘과 성질이 비슷하여 뼈에 쌓이는 성질이 있다. 따라서 어떤 개체의 뼈를 통해 그 생명체가 어디에서 온 것인지 알 수 있다. 특히86Sr과87Sr의 비율은 지역에 따라 그 편차가 큰데, 이러한 점을 이용하면 동물의 이동 경로 추적, 과거 전투에 참전한 군인들의 출신 지역, 고대 건축물에 사용된 건축 자재의 원산지, 범인의 출신 지역을 찾아내는 법의학 분야 등에 응용할 수 있다. 방사성 동위 원소인90Sr은 방사성 동력원으로 사용된다. 탄산 스트론튬(SrCO3)이나 기타 스트론튬 화합물은 연소하면서 붉은 빛을 내므로 불꽃놀이 폭죽의 제조에 사용된다. 전체 생산량의 약5%가 이러한 용도로 사용된다. 일부는 섬광탄의 제조에도 사용된다. 광격자시계는 스트론튬 원자가429조2280억422만9877회 진동한 횟수를1초로 한다. 세슘 원자시계보다 정확성이 높다. 위에서 언급한 분야 이외에 광학, 자석, 합금, 형광 물질, 세라믹, 홀로그램 스크린 개발 등의 분야에서 스트론튬 화합물이 활발히 연구 중이다.

동위원소

Natural strontium is a mixture of four stable isotopes: 84Sr, 86Sr, 87Sr, and 88Sr. Of these isotopes, 88Sr is the most abundant, making up about 82.6% of all natural strontium, though the abundance varies somewhat due to the production of radiogenic 87Sr as the daughter of long-lived beta-decaying 87Rb. This is the basis of rubidium–strontium dating. Of the unstable isotopes, the primary decay mode of the isotopes lighter than 86Sr is electron capture or positron emission to isotopes of rubidium, and that of the isotopes heavier than 88Sr is electron emission to isotopes of yttrium. Of special note are 89Sr and 90Sr. The former has a half-life of 50.56 days and is used to treat bone cancer due to strontium's chemical similarity and hence ability to replace calcium. While 90Sr (half-life 28.91 years) has been used similarly, it is more an isotope of concern in fallout from nuclear weapon