🚀 새로운 초중원소 동위원소 '시보르기움-257' 발견!
수명 단 12.6밀리초, 그러나 중원소의 비밀을 여는 열쇠
2025년 6월, 국제 공동 연구진이 놀라운 과학적 성과를 이뤄냈습니다. 독일의 GSI/FAIR 가속기 시설에서 진행된 실험에서, 과학자들은 **새로운 시보르기움(Sg, 원자번호 106)의 동위원소인 '시보르기움-257'**을 성공적으로 생성하고 그 존재를 확인했습니다.
🔬 어떻게 발견되었을까?
- 방법: 크로뮴-52 이온을 납-206 타깃에 고속 충돌시켜 생성
- 장비: TASCA(TransActinide Separator and Chemistry Apparatus)라는 특수 분리장치를 통해 방사성 붕괴 신호 포착
- 결과: 총 22개 원자 확인 (21번의 핵분열, 1번의 알파붕괴 관찰)
- 수명: 단 12.6 밀리초
🧬 핵분열과 ‘셸 효과’의 단서
이번 발견은 단순한 원자 수집을 넘어, 초중원소의 핵안정성과 핵분열 양상에 대한 중요한 단서를 제공했습니다. 특히 **중성자 수 152 근방의 '셸 갭(shell gap)'**은 핵분열 수명을 늘리는 중요한 요인으로 작용할 수 있음이 확인되었습니다.
“시보르기움-257은 향후 ‘시보르기움-256’ 같은 더 짧은 수명의 동위원소를 연구할 수 있는 길을 열어주었습니다.”
— Dr. Pavol Mosat (GSI/FAIR, 연구 제1저자)
⏳ K-이성질체(K-isomer)의 가능성
실험 중 연구진은 시보르기움-259에서 **K-이성질체 상태(K-isomeric state)**로 추정되는 현상도 관측했습니다. 이는 양자역학적 스핀 특성으로 인해 예상보다 긴 수명을 갖는 상태로, 매우 짧은 수명을 가진 원소를 연구할 수 있는 새로운 방법입니다.
“이번 시보르기움-259의 K-이성질체 관측은 시보르기움-256 같은 단명 원소도 연구 가능하게 만들 열쇠입니다.”
— Dr. Khuyagbaatar Jadambaa (GSI/FAIR, 실험 프로그램 책임자)
🧪 협력과 의미
이번 성과는 독일 외에도 핀란드(University of Jyväskylä), 일본(JAEA), 인도(IIT Roorkee) 등의 연구진이 함께한 국제 협력의 결실입니다. 초중원소의 안정성 연구는 **‘안정의 섬(Island of Stability)’**이라는 핵물리학의 오랜 수수께끼에 다가가기 위한 중요한 발판이 됩니다.
📚 출처:
Mosat et al., Physical Review Letters, “Probing the Shell Effects on Fission: The New Superheavy Nucleus Sg-257”, 2025.6.11
[DOI: 10.1103/s7hr-y7zq]
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