이제 와서 묻기 어려운 「희토류 원소(레어어스)」(2/5)

이제 와서 묻기 어려운 「희토류 원소(레어어스)」(2/5)

==정말 그렇게 ‘희귀’한 원소일까? 희토류 원소의 기본을 해설==

 

 

희토류 원소는 ‘산업의 비타민’

 

 

활용 용도 소개

 

희토류 원소 가운데 대부분은 일반 대중에게 잘 알려져 있지 않습니다.
아마도 널리 알려진 것은 원소 이름이 그대로 자석 이름이 된 네오디뮴 정도일 것입니다.

그 이유는 희토류 원소가 하나의 용도에 대량으로 사용되는 경우가 거의 없기 때문입니다.

그러나 희토류 원소는 ‘산업의 비타민’이라는 별명처럼, 사용량은 적지만 각 용도에서 없어서는 안 될 존재입니다.
희토류 원소를 사용하지 않으면 아예 기능하지 않거나, 작동하더라도 성능이 크게 저하되는 경우가 많습니다.
이 점이 산업계에서 희토류 원소가 중시되는 이유입니다.

특히 첨단 기술 분야에서는 희토류 원소가 필수적이며, 우리 주변의 가전제품에도 대량으로 사용되고 있습니다.
예를 들어 스마트폰 하나만으로도 전 세계 희토류 원소 소비량의 약 8%를 차지한다고 할 정도입니다.
희토류 원소 없이는 현대 사회가 성립할 수 없다고 해도 과언이 아닙니다.

 

 

그림 4: LED에서 깨끗한 백색광을 얻기 위해 일반적으로 유로퓸과 터븀을 사용한 각각의 형광체를 조합한다.
백색광은 조명과 디스플레이 등 모든 광원의 기본이 되기 때문에, 응용 사례는 무수히 많다.

희토류 원소에는 각각 서로 다른 용도가 설정되어 있습니다.

모든 용도를 나열할 수는 없지만, 예를 들면 다음과 같습니다.

 

스칸듐: 항공기용 알루미늄 합금 첨가제

이트륨: LED 및 레이저용 합성 가넷(YAG), 합금 첨가제, 고온 초전도체, 청색 안료(YInMn 블루)

란탄: 광섬유용 유리(ZBLAN), 니켈수소전지 양극, 수소 저장 합금, 방사선 검출기용 신틸레이터

세륨: 라이터 부싯돌, 배기가스 처리 촉매, 불꽃 연출용 발광원, 안료 안정화제, 핵물질 취급 시 모의 시험용 모형

프라세오디뮴: 레이저 발진체 첨가제, 광섬유 증폭기, 유리 착색제, 용접용 보호 안경

네오디뮴: 영구자석(네오디뮴 자석), 유리 착색제, 레이저 발진체 첨가제, 천문 관측용 필터, 용접용 보호 안경

프로메튬: 형광 도료를 자발 발광시키기 위한 방사선원

사마륨: 영구자석(사마륨 자석), 레이저 발진체 첨가제, 각종 유기 합성의 촉매 및 시약

유로퓸: LED용 형광체

가돌리늄: MRI 조영제, 중성자 흡수재(원자로 비상 정지용), 레이저 발진체 첨가제

터븀: LED용 형광체, 광섬유 통신 안정화, 초자기왜곡 합금(Terfenol-D)

디스프로슘: 네오디뮴 자석 안정성 향상용 첨가제, 적외선 방사원, 중성자 흡수재(원자로 제어봉), 초자기왜곡 합금

홀뮴: 의료용 레이저, 분광광도계 교정

에르븀: 광섬유 증폭기, 의료용 레이저

툴륨: 지폐 위조 방지 기술(유로화), 소형 의료 촬영용 X선 방사원

이터븀: 스테인리스강 첨가제, 광섬유 증폭기, 레이저 발진체 첨가제

루테튬: 석유 정제용 촉매, LED 형광체, 양전자 방출 단층촬영(PET) 검출기

 

희토류 원소는 수소를 잘 흡착하고, 빛과 자기장에 대해 각각 독특한 반응을 보이는 것으로 알려져 있습니다.
이 때문에 최첨단 연구에서도 희토류 원소는 자주 등장합니다.

예를 들어 ‘광격자 시계’, ‘양자 컴퓨터’와 같은 최첨단 기술뿐 아니라,
‘상온 초전도’, ‘초고체’, ‘중성미자 검출’처럼 물질의 근본적 성질을 탐구하는 기초 연구 분야에서도 중요한 역할을 하고 있습니다.

 

* 출처=https://www.itmedia.co.jp› news › articles › news034