스마트폰부터 전기차까지, 희토류가 바꾼 우리의 일상! -

미국 대통령 도널드 트럼프와 우크라이나 대통령 볼로디미르 젤렌스키 간의 최근 논의는 트럼프가 우크라이나의 광대한 광물 자원, 특히 희토류 광물 매장량에 깊은 관심이 있음을 보여준다. 이 광물들은 다양한 산업 및 첨단 기술에 필수적이며, 매우 가치 있는 자산으로 간주된다. 이러한 중요성을 감안하면, 이 자원에 대한 접근성 확보가 협상에서 주요 논점이 된 것은 놀랍지 않다.

이 갤러리에서 희토류 광물과 다양한 분야에서의 실질적인 응용 사례를 살펴보자.

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희토류 -

희토류 원소(REE)는 현대 기술에 필수적인, 화학적으로 유사한 금속 그룹이다. 극히 드물지는 않지만 추출은 위험하고 복잡하다. 친환경 에너지, 국방, 첨단 컴퓨팅에서 중요한 역할을 하는 만큼 초강대국들이 이러한 자원을 확보하기 위해 열심인 것은 당연한 일이다. 이제 이러한 원소 일부와 그 용도를 살펴보자!

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스칸듐 -

스칸디나비아에서 발견된 스칸듐은 가볍고 저항력이 높은 원소이다. 희토류로 분류되었지만 지각에서 발견되는 원소 중 32번째로 흔한 원소이다.

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스칸듐 -

알루미늄과 결합하여 강도와 내구성이 강한 알루미늄-스칸듐 합금을 만든다. 초경량 항공우주 부품, 제트 전투기, 야구 방망이, 고급 자전거 프레임에 사용된다. 스칸듐은 수은 증기 램프와 반도체 제조에도 사용된다.

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이트륨 -

스웨덴 스톡홀름 인근의 이터비 시의 이름을 딴 이트륨은 백회색을 띠는 부드러운 금속이다. 이트륨은 43번째로 풍부한 원소이며 거의 항상 지각의 다른 원소나 광물과 함께 발견된다.

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이트륨 -

텔레비전 초창기에는 이트륨이 화면에 빨간색을 생성하는 데 사용되었다. 오늘날 이트륨은 백색 LED 조명에 사용된다. 충격과 내열성을 높이기 위해 유리에 첨가된다. 디지털 카메라, 스마트폰 렌즈 및 일부 초전도체는 이트륨으로 만들어진다. 이트륨의 방사성 동위원소인 이트륨-90은 간암 치료에도 사용된다.

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란타넘 -

란타넘은 반응성이 높은 금속으로 칼로 자를 수 있을 정도로 부드럽다. 지각에서 발견되는 원소 중 28번째로 풍부한 원소이다.

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란타넘 -

 순수 금속으로는 매우 반응성이 강하기 때문에 주로 다른 원소와 함께 사용된다. 니켈과의 합금으로 수소 연료 차량에 수소 가스를 저장하는 데 사용된다. 다른 희토류 원소와 함께 스튜디오 조명 및 영화관 투사에 사용된다. 또한 석유 정제의 촉매제로도 사용된다.

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세륨 -

세륨은 소행성 세레스의 이름을 딴 부드러운 회색 금속이다. 지각에서 발견되는 원소 중 25번째로 풍부하며 여러 용도로 사용된다.

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세륨 -

 순수 세륨은 알루미늄, 철, 마그네슘이 함유된 합금 제조에 사용된다. 또한 평면 TV, 투광등, 전구의 중요한 구성 요소이기도 하다. 세륨은 라이터에서 부싯돌을 만드는 데 사용되며, 부딪히면 불꽃이 생긴다. 세륨 산화물은 촉매 변환기, 특히 일산화탄소 배출을 줄이는 데 사용된다.

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프라세오디뮴 -

이 부드럽고 연한 은황색 금속은 지각에서 발견되며, 39번째로 풍부한 원소이다.

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프라세오디뮴 -

프라세오디뮴 합금은 큰 스트레스를 견디는 것으로 유명하다. 그렇기 때문에 항공기 엔진과 영구 자석에 사용된다. 프라세오디뮴은 또한 안경에서 노란색 빛과 적외선을 걸러내는 노란색 틴트를 생성하는 데 사용된다. 유리 제조업체와 용접공이 사용하는 고글용 안경 제조의 주요 구성 요소이다.

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네오디뮴 -

네오디뮴은 공기나 습기에 노출되면 빠르게 산화되어 분홍색과 보라색 연기를 생성하는 단단한 은빛 금속이다. 네오디뮴은 지각에서 발견되는 금속 중 26번째로 풍부한 금속이다.

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네오디뮴 -

네오디뮴의 가장 많은 용도는 강력한 영구 자석 제조이다. 네오디뮴 산화물은 유리 제조 및 천체 망원경에 사용되는 분홍색과 보라색 유리, 컬러 유리, 필터를 만드는 데 사용된다. 네오디뮴으로 만든 레이저는 용접, 드릴, 안과 수술, 미용 시술, 피부암 치료에 사용된다.

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사마륨 -

사마륨은 보통 건조한 공기에서도 안정적으로 유지되는 은백색 금속이다. 사마륨은 지각에서 발견되는 금속 중 40번째로 풍부한 금속이다.

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사마륨 -

사마륨-코발트 자석은 철보다 약 10,000배 더 강력하며 네오디뮴을 사용하여 만든 자석에 이어 두 번째로 강력하다. 이 자석은 헤드폰과 미니어처 스피커에 사용되어 고품질 사운드 출력에 기여한다. 극한의 온도를 견딜 수 있어 미니어처 모터와 레이더, 위성, 휴대폰과 같은 마이크로파 기반 기술에 필수적이다. 사마륨은 원자로에서 중성자 흡수제로도 사용된다.

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유로퓸 -

대륙의 이름을 딴 유로퓸은 가장 희귀하고도 반응성이 가장 높은 원소 중 하나이다. 지구 지각에서 발견되는, 51번째로 풍부한 원소이다.

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유로퓸 -

유로퓸 산화물은 붉은 빛을 생성하는 데 사용되며 전구에 사용되어 차가운 파란빛에 균형을 맞춰 따뜻한 빛을 만든다. 유로 지폐에는 자외선 아래에서 빨간색으로 빛나는 유로퓸이 있어 이를 결여한 위조 지폐와 구별된다. 유로퓸은 사마륨과 마찬가지로 중성자 흡수에 뛰어나 원자로에 사용된다.

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가돌리늄 -

가돌리늄은 부드럽고 반짝이는 은빛 금속으로 공기와 물과 점차 반응한다. 지각에서 발견되며, 41번째로 풍부한 원소이다.

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가돌리늄 -

가돌리늄은 다양한 산업 분야에서 전문적으로 사용된다. 고온과 산화에 대한 저항력을 향상시키기 위해 철과 크롬 합금을 만드는 데 사용된다. 원자로에서 가돌리늄은 중성자 흡수 능력으로 비상 정지 조치로 사용된다. 또한 자기 냉각, 종양 자기공명영상(MRI) 검출, 레이저 및 마이크로파 장비에도 사용된다.

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테르븀 -

테르븀은 금은빛 금속으로 칼로 자를 수 있을 정도로 부드럽다. 테르븀은 지각에서 발견되는, 57번째로 풍부한 원소이다.

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테르븀 -

테르븀은 수소 연료 전지의 안정성을 유지하는 데 사용된다. 또한 반도체, 집적 회로, 광섬유 케이블의 중요한 구성 요소이기도 하다. 테르븀 산화물은 레이저, TV 화면, 평면 모니터에 녹색을 띠는 데 사용된다.

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디스프로슘 -

디스프로슘은 많은 희토류 원소처럼 밝고 금속성 광택을 가진다. 디스프로슘은 지각에서 발견되는 원소 중 42번째로 풍부한 원소이다.

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디스프로슘 -

디스프로슘의 가장 일반적인 용도는 자석으로, 고온으로 인한 자화를 방지한다. 가정용 전자제품, 고성능 모터, 풍력 발전 장비에 사용된다. 디스프로슘은 녹는점이 높기 때문에 원자로 제어봉에 사용된다.

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에르븀 -

에르븀은 지각에서 44번째로 풍부한 원소이다. 다른 희토류 원소에 비해 부식에 매우 강하다.

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에르븀 -

에르븀 레이저는 상부 피부층을 제거하여 매끄럽고 어린 층을 드러내는 미용 시술에 사용된다. 치과에서는 충치 제거와 치료에 에르븀 레이저를 사용한다. 다른 응용 분야로는 유리 착색, 광섬유를 통한 데이터 전송, 내구성 있는 합금 제작 등이 있다.

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툴륨 -

툴륨은 지각에서 61번째로 풍부한 원소이다. 금보다 200배 더 풍부하지만 여전히 가장 희귀한 원소 중 하나이다.

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툴륨 -

툴륨은 에너지 효율이 더 높아 자기 냉각 장비에 사용된다. 자외선 아래에서 파란색을 내기 때문에 지폐에 위조 방지 수단으로 사용된다. 툴륨-169의 동위원소는 X선을 방출하며 휴대용 X선 기계에 사용된다.

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루테튬 -

루테튬은 모든 희토류 원소 중에서 가장 단단하다. 루테튬은 그룹에서 밀도와 녹는점, 그리고 원자 번호가 가장 높다. 툴륨과 나란히, 지각에서 발견되는 60번째로 풍부한 원소이다.

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루테튬 -

루테튬은 암, 심장, 뇌 질환 스캔에 사용되는 양전자 방출 단층 촬영의 중요한 구성 요소이다. 또한 정유 공장에서 알칼리화, 중합, 수소화 같은 여러 화학 반응에도 사용된다.

출처: (United States Geological Survey) (Royal Society of Chemistry) (American Geosciences Institute)

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