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화학

지각속 원소 - 사마륨

사마륨이란

사마륨은 지각 속에 40번째로 많이 존재하는 원소입니다. 토양의 화학적 상태에 따라 다르며 해수에는 극미량이 들어 있으며. 자연에서는 순수한 형태로 발견되지 않습니다.

 

사마륨
사마륨

 

하지만  다른 란타넘족 원소들처럼  사마스카이트,가돌리나이트,세라이트, 모나자이트, 희토류광 등 다양한 광물에 최대 2.8% 정도 포함이 되어있습니다.  전 세계에 약 2백만 톤 정도 매장된 것으로 추정되고 있으며 현재는 주 생산국이 미국, 중국,브라질, 인도,호주,스리랑카 등이 있습니다.

 

사마륨의 생성

사마륨은 우라늄의 핵분열 결과물로 약 0.4% 확률로 생성되기도합니다. 원자로의 제어봉에 포함되어 있는 사마륨의 중성자 포획에 의해 합성되기도 하고 수명이 다 된 핵연료나 방사성 폐기물 등에 다량 포함되어 있습니다. 사마륨의 특징은 희토류에 속하는 원소이고  단단함이나 밀도가 아연과 비슷하다고 합니다.

 

란타넘족 원소 중에서는 이터븀과 유로퓸에 이어 반응성이 세 번째로 크고, 이는 광석에서 사마륨을 분리하기가 쉬운 원인이기도 합니다. 일반적인 조건에서는 삼방정계 구조(α 구조)를 가지며, 731℃ 이상의 고온으로 가열하면 육방정계 구조로 전환되며. 전환 온도는 불순물에 따라 달라지기도 합니다.

 

922℃ 이상으로 가열하면 다시 결정 구조가 바뀌어 체심 입방정계 구조가 되며. 실온에서는 상자성이며 14.8K 이하로 냉각시키면 반강자성을 띤다고 합니다. 순수한 사마륨은 은색의 광택이 있으며, 실온의 공기 중에 방치하면 느리게 산화가 됩니다. 그리고 150℃ 이상으로 가열하면 스스로 발화합니다. 뜨거운 물에서도 빠르게 반응합니다.

 

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