[전대길의 CEO칼럼] 세상의 원소 118가지(The Elements)
[전대길의 CEO칼럼] 세상의 원소 118가지(The Elements)
  • 편집국
  • 승인 2019.04.03 08:46
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전   대   길
(주)동양EMS 대표이사
국제PEN한국본부 이사

“충북 보은군과 괴산군 일대에 10,000,000,000,000원 가치의 ‘바나듐(Vanadium)’이 매장되었다”고 중앙일보(A2면,2019.1.23)가 보도했다. “현대판 노다지(No-Touch에서 유래)가 터졌다”고들 기대가 크다. 

‘원소번호 23, 원소기호가 V’인 ‘바나듐(Vanadium)’은 열(熱)이 나지 않는 차세대 배터리와 고강도 철강 등에 널리 쓰인다. 

‘프레이아(Vanadis)’라는 스칸디나비아 지역의 여신(女神)의 이름을 따서 ‘바나듐(Vanadium)’이라고 명명(命名)한 희소금속이다. 고강도 내진용 강재, 공구(工具), 전기차 배터리에 쓰이며 철(鐵)과의 합금인 ‘페로바나듐(Fe-V)’에 쓰인다. 

한국광물자원공사와 해외광물자원개발협의회의 전문서적인 ‘바나듐(Vanadium, 광상·선광·제련·배터리)’에 의하면 충북 보은군, 충북 괴산군과 대전직할시 일대에 바나듐이 매장돼 있는 것으로 나타났다. 

서적 발간에는 한국지질자원연구원과 한국생산기술연구원, 성균관대학교, 광산개발 업체인 코리아바나듐 등이 참여했다. 코리아바나듐 회사는 한국업체(디에스티)와 호주광산업체(프로틴에너지)의 합작사(50대 50)다. 

코리아바나듐은 대전지역 9개 광구에서 호주광산규정(JORC Code) 기준 약 4억9000만 파운드(22만2000t)의 바나듐이 매장된 사실을 확인했다고 밝혔다. 

한국의 바나듐 소비량은 2014년 기준 8400t이다. 이는 한국에서 26년 이상 쓸 수 있는 매장량이다. 충북 보은군 등으로 조사를 확대하면 매장량은 더 늘어날 가능성이 있단다. 

현재 바나듐 가격은 1파운드당 20달러 선인데 원·달러 환율 1,100원대를 적용하면 그 가치는 약 10조원이다. 바나듐 가격이 최고치(28.83달러)에 달했던 2018년11월23일 기준으론 약 16조원의 가치가 있다. 

지금까지 우리나라는 바나듐을 중국 등에서 전량 수입했지만 앞으로는 미국을 제치고 세계 5위의 바나듐 생산국 반열에 오를 것으로 기대된다. 

현재 바나듐 최대 보유국은 중국이다. 그 뒤를 러시아, 남아프리카공화국, 호주가 잇는다. "최근까지 바나듐 가격이 너무 뛰어 바나듐을 포함하는 제품의 생산을 중단할지 심각하게 고민했다", "만일 양질의 바나듐 공급처가 국내에도 생긴다면 원재료 가격 안정화에 큰 도움이 될 것"이라고 특수강 업계는 전망한다. 

그러나 광물자원공사 관계자는 "공사 차원에서 매장량을 공식 확인한 건 아니다"라며 "정확한 판단을 위해서는 검증작업이 더 필요하다"고 했다.

"바나듐 매장량이 많더라도 채굴 경제성이 낮으면 생산이 어려울 수가 있다"고 김 수환 성균관대학교 교수는 말했다. 경제성을 확보한 후 채광계획을 세우고 채광계획 인가도 받아야 한다. 광산개발에 따른 지역주민 반발과 채굴기술력 수준도 미지수다. 

그렇다면 남·북한의 지하자원 매장량은 어느 정도인지 궁금하다. 

먼저 북한 땅에는 24개 광물종류와 110여개 광산이 있다. 마그네사이트와 아연 등 8개 광물의 매장량이 세계 10위 안에 든다. 북한의 광산물 수출은 전체 수출의 60%에 이를 정도다. 

북한은 각종 첨단 산업에 활용되는 희귀 광물인 희토류가 2천100만톤 가량 매장돼 있다고 주장한다. 실제로 정확한 매장량이나 수출량을 집계하기는 어렵다. 남북교류협력지원협회는 북한 광물자원의 잠재가치가 7,000조원이며 남한의 21배에 달한다고 추정한다. 

민간연구단체인 북한자원연구소는 북한의 18개 주요 지하자원의 잠재 가치가 2012년 상반기 시장가를 기준으로 1경1천26조원으로 추산했다. 

북한자원연구소는 "북한 지하자원의 잠재가치는 남한의 21배 수준이며 북한 철광석의 가치는 6.207억 달러로 남한 철광석의 133배"라고 예상한다.  

북한에서 잠재 가치가 높은 것으로 평가받는 광물은 석탄, 석회석, 마그네사이트, 철광석 순이다. 우라늄 매장량의 잠재가치는 139억 달러로 분석했다. 

북한자원연구소는 남한 지하자원 중 북한보다 잠재가치가 큰 것은 ‘희토류’가 유일하며 남한에 매장된 희토류의 잠재 가치는 472억 8,400만 달러로 북한보다 2배가 높다고 밝혔다.
 
“무(無)로 되돌아가는 것은 아무것도 없다. 그러나 모든 것은 그들의 원소로 분해되어 돌아간다”고 로마의 시인, 철학자인 ‘루크레티우스(Lucretius)’는 <<만물의 본성에 대하여(De rerum natura)>>에서 말했다.       

루크레티우스(Lucretius..BC96~BC55) 
루크레티우스(Lucretius..BC96~BC55) 

‘원소기호 0, 원소번호 8번인 산소(酸素...Oxygen)’가 ‘원소기호 H, 원소번호 1번인 수소(水素...Hydrogen)’와 결합하면 물을 생성한다. 산소가 ‘규소(원소기호 Si, 원소번호 14번)’와 반응하면 지각의 주요성분인 규산염광물이 된다. 

전혀 산소처럼 보이지 않는 물질 속에도 여전히 산소 원자는 존재한다. 그리고 언제든지 화합물에서 산소 원자를 추출해서 순수한 기체상태로 돌려놓을 수 있다. 

그러나 (核이 붕괴되지 않는 한) 각각의 산소 원자는 더 이상 쪼개지거나 분해될 수가 없다. 그래서 더 이상 나눌 수 없기 때문에 물질을 형성하는 기본요소인 원소(元素)인 것이다. 

또한 사람 몸의 3/5은 깨끗하고 무색(無色)의 기체인 산소로 이루어져 있다. 원소는 두 가지 얼굴을 가진다. 하나는 순수한 원소 상태이며 다른 하나는 다른 원소들과 결합해서 다양한 화합물을 생성한다. 조물주가 인간과 자연을 만들었지만 여러 가지 원소도 만들었다. 

세상에는 지금까지 밝혀진 118가지의 원소(元素)가 있다.

“세상의 모든 원소 118(The Elements)"란 책자를 6개월 전에 구해서 여러 번 읽고 찾으며 학습했다. ‘원소 번호, 원소 기호, 원소 이름’ 순으로 원소 118가지를 아래와 같이 적는다. 

1. H...수소(Hydrogen)...우리 눈에 보이는 우주는 무게비율로 따지면 75%가 수소로 이루어져 있어서 수소는 가장 흔하면서도 가장 가벼운 원소다. 별이 밝게 빛나는 것은 어마어마한 양의 수소를 헬륨으로 바꾸는 과정을 거치기 때문이다. 태양이 이 일을 한다. 

2. He...헬륨(Helium)...그리스 신화의 태양신, ‘헬리오스(Helios)’에서 이름이 왔다. 헬륨은 완전한 불완전성으로 비행선에서 수소를 대체할 적합한 기체다.   

3. Li...리튬(Lithium)...무르고 물에 뜨는 가벼운 금속이다. 매우 부드러워서 손가위로도 자를 수 있다. 

4. Be...베릴륨(Beryllium)...단단하고 녹는 점이 높고 잘 부식되지 않는 가벼운 금속이다. 

5. B...붕소(Boron)...세탁세제로 많이 쓰인다. 정6면체의 질화붕소는 강철을 자르는 공작기계에 쓰인다. 

6. C...탄소(Carbon)...생명의 기초가 되는 중요한 원소로 다이아몬드를 형성한다. 유기화합물이란 탄소를 포함하는 화합물을 말한다. 

7. N...질소(Nitrogen)...대기의 78%가 질소로 이루어져 있다. 나머지 22%는 산소다. 

8. O...산소(Oxygen)...탄소가 생명의 기반이라면 산소는 연료다. 산소는 생명체의 연료(산화제)이다. 

9. F...불소(Fluorine)...원소 중에서 반응성이 높다. 불소 가스는 모든 것을 태운다. 노란빛 가스를 낸다. 유리를 포함한 물질과 격하게 반응한다. 

10. Ne...네온(Neon)...머리 위에서 휘황하게 빛나는 불빛이다.

11. Na...나트륨(Sodium)...맛있는 원소다. 염소와 함께 염화나트륨(소금)을 만든다. 

12. Mg...마그네슘(Magnesium)...가연성이 높아 불이 잘 붙는다. 그러나 놀랍게도 커다란 마그네슘 조각은 불을 붙이기가 어렵다. 경주용차를 비롯해 비행기와 자전거에 사용된다. 

13. Al...알루미늄(Aluminum)...강철은 녹스나 알루미늄은 녹이 슬지 않는다. 반응성이 높다. 열 전도성이 높은 고순도의 알루미늄으로 주방용품을 만든다. 

14. Si...규소(Silicon)...규소는 실리콘이 아니다. 지구상의 바위와 모래, 진흙은 규소와 산소, 알루미늄, 철, 칼슘과 다른 원소로 되어 있다. 지구의 지각에서 규소보다 많은 양의 원소는 산소밖에 없다. 

15. P...인(Phosphorus)...1969년 함부르크에서 발견된 원소다. 성냥으로 널리 쓰인다. 

16. S...황(Sulfur)...황의 옛 이름은 유황이다. 화약의 3가지 성분 중 하나로 고약한 냄새가 나지만 안전하게 다룰 수 있다.

17. Cl...염소(Chlorine)...1차대전 중 참호전 대치 상황에서 독가스로 쓰였다. 가장 싸고 효과적인 소독약의 하나다. 염소는 가정용 화학제품의 상당수에서 찾을 수 있다. 

18. Ar...아르곤(Argon)..‘활동하지 않는’이란 그리스에서 왔다. 가장 싼 불활성 기체다. 아르곤 기체는 눈에 보이지 않는다. 

19. K...칼륨(Potassium)몸 안에서 칼륨은 신경진단에 결정적인 역할을 한다. 바나나에 많이 들어 있다. 순도가 높고 산화되지 않은 칼륨은 밝게 빛나는 금속이다. 

20. Ca...칼슘(Calcium)...분필과 우유 속의 칼슘은 모두 화합물 형태다 생명을 유지하는데 충분히 필요한 원소 중 하나다.  

21. Sc...스칸듐(Scandium)...비싸고 들어보기 힘든 원소다. 밝은 메탈할라이드 조명에 쓰인다. 다. 스칸듐 알미늄 합금은 고급자전거에 쓰인다. 

22. Ti...티타늄(Titanium)...‘타이타닉’이란 그리스의 神에서 이름이 유래했다. 미사일에서 면도날, 골프채에 쓰인다. 

23. V...바나듐(Vanadium)...강철합금에 많이 쓰인다. 工具에서 많이 볼 수 있다. Emerald의 녹색은 바나듐의 불순물에 의해 만들어진다. 

24. Cr...크롬(Chromium)...엄청난 윤기와 부식에 강한 저항력을 가진다. 銀세공 분야에서 크롬이 銀을 대신한다.

25. Mn...망간(Manganese)...17,000년 전의 동굴벽화에서 발견되었다. 골프채 등 합금의 제조에 주로 쓰인다. 

26. Fe...철(Iron)...수많은 생명에게 필수적이고 중대한 역할을 하는 금속이다. 우리의 피 속에 산소를 공급하기도 한다. 

27. Co...코발트(Cobalt)...핵 폭발로 인한 방사능 낙진과 관련있다. 산화코발트 알루미늄은 수 세기 동안 중요한 塗料로 쓰였다. 

28. Ni...니켈(Nickel)...동전을 만드는데 널리 쓰인다. 자동차 범퍼를 도금하는데 쓰인다. 

29. Cu...구리(Copper)...모든 금속 중에서 두 번째로 전기 전도성을 가진 금속이다. 구리 함금인 황동은 예전부터 장식품에 쓰인다. 구리와 주석의 합금인 銅錢, 기념 메달, 구리 전선, 銅파이프에 많이 쓰인다. 

30. Zn...아연(Zinc)...1983년 미화 Penny(1Cent)동전에 쓰였다. 구리로 만든 페니 동전 제조원가가 아연보다 비쌌다.  

31. Ga...갈륨(Gallium)...반도체 결정의 제조에 쓰인다. 室溫보다 약간 높은 온도에서 녹는다. 컴퓨터 칩으로 많이 쓰인다. 

32. Ge...게르마늄(Germanium)...광섬유와 적외선 광학분야에서 각광받는다. 독일에서 유래해서 ‘저마늄‘이라고도 부른다.
일본에서는 치료용 입욕제 등 이상적인 목적으로 쓰인다.  

33. As...비소(Arsenic)...아주 낮은 농도에서 필수 영양소와 毒, 두 가지 성질을 갖는다.  

34. Se...셀레늄(Selenium)...작은 양의 셀레늄은 필수 영양소다. 브라질 호두(NUT)는 셀레늄 함량이 높다. 빛에 어떻게 반응하느냐가 인간의 관심사다. 

35. Br...브롬(Bromine)...시원한 수영장의 살균제는 염소를 쓰지만 높은 온도의 온탕에서는 브롬 염을 쓴다. 

36. Kr...크립톤(Krypton)...손전등의 불빛으로 LED가각광받기 전엔 크립톤 전구가 쓰였다. 질소와 아르곤 혼합기체로 만든 백열전구 보다 크립톤을 사용한 전구가 효율이 더 높다. 

37. Rb...루비듐(Rubidium)...‘빨강’을 뜻하는 라틴어에서 이름이 유래했다. 보석, 루비와는 관련이 없다. ‘루비듐 원자시계’는 아주 정확하다는 게 사실이다. 루비듐 시계전지도 있다.  

38. Sr...스트론튬(Strontium)...발광 페인트에 쓰인다. 칼슘과 같은 족으로 뼈에 좋다. 허나 아닐 수도 있다. 인조 다이아몬드로도 쓰였다. 

39. Y....이트륨(Yttrium)...스웨덴의 한 마을 이름에서 유래했다. 히피 스타일의 느낌이 드는 원소다. 자동차 점화플러그의 수명 연장에 쓰인다. 

40. Zr...지르코늄(Zirconium)...내구제나 연마제로 쓰이는 강하고 단단한 금속이다. 큐빅 지르코니아는 모조 다이아몬드다. 

41. Nb...나이오븀(Niobium)...그리스 신화의 ‘니오베’에서 이름이 유래했다. 나이오븀 합금 로켓 엔진 노즐이 미 연방수사국에 압수된 적이 있다. 인체에 나이오븀 피어싱하는 링 라벨도 있다. 

42. Mo...몰리브데넘(Molybdenum)...공업용 공구로 많이 쓰인다. 

43. Tc....테크네튬(Technetium)...인공적으로 만들어진 첫 번 째 원소다. 의학용으로 쓰이는 방사는 물질이다. 
 
44. Ru...루테늄(Ruthenium)...러시아 'Karl Klaus'에 발견된 원소다. 白金계의 희귀금속이다. 태양전지, 장신구에 쓰인다.  

45. Rh....로듐(Rhodium)...백금광산에서 적은 양이 채굴된다. 세계 귀금속으로 취급된다. 銀을 대체로 하는 원소다 가격반등이 심하다. 미세한 로듐 도금은 장신구에 백금같은 광택을 낸다.  

46. Pd....팔라듐(Palladium)...금박(金箔)에 많이 쓰인다. 장신구와 자동차 촉매변환기에 쓰인다. 

47. Ag....은(Silber)...자세한 설명이 필요하지 않다.  

48. Cd....카드늄(Cadnium)...항공기의 카드늄 도금 잠금장치에 쓰인다. 니켈-카드늄 전지로 유명하다. 

49. In.....인듐(Indium)...LCD T.V와 컴퓨터 모니터 제조에 많이 쓰인다. 강렬한 ‘인디고블루 스펙트럼線‘에서 이름이 유래했다. 독성이 없다. 

50. Sn....주석(Tin)...아름답고 사랑스런 원소다. 요즘은 플라스틱이 쓰이지만 주석 장난감 병정, 컵 등을 만드는데 쓰였다.  

51. Sb.....안타몬(Antimony)...깨지기 쉽고 투명한 전형적인 준금속이다. 총알은 납이 재료지만 안티몬을 섞어서 더 강하게 만든다.  

52. Te.....텔루륨(Tellurium)...‘지구’라는 뜻을 가진 라틴어에서 이름이 유래했다. CD, 디스크, 태양전지, 메모리 칩 등에 쓰인다.  

53. I...아이오딘(Iodine)...수의학용 소독약으로 쓰인다. 아이오딘을 함유한 조영제는 CT촬영으로 심장을 찍는데 사용한다. 

54. Xe....크세논(제논, Xenon)...가장 값비싼 원소다. 실용적 목적에서 크세논은 귀족과 같다. 크세논 전구는 폭발성이 높다. 

55. Cs......세슘(Cesium)...알카리 금속 중에서 가장 반응이 높은 금속이다. 국제 표준시의 바탕인 국제 원자시(TAI...Int'l Atomic Time)는 세계 곳곳에서 운영되는 300개의 세슘원자 시계를 기준으로 한다. 세슘 가루는 유정(油井) 시추에 쓰인다.  

56. Ba......바륨(Barium)
57. La......란타넘(Lanthaum)
58. Ce......세륨(Cerium)
59. Pr......프라세오디뮴(Pradeodymium)
60. Nd......네오다뮴(Neodymium)

61. Pm.....프로메튬(Prometium)
62. Sm.....사마륨(Samarium)
63. Eu......유로퓸(Europium)
64. Gd......가돌리늄(Gadolinium)
65. Tb......테르븀(Terbium)
66. Dy......디스프로슘(Dysprosium)
67. Ho......홀뮴(Holmium)
68. Er.......에르븀(어븀, Erbium)
69. Tm......툴륨(Thulium)
70. Yb.......이테르븀(Ytterbium)

71. Lu......루테튬(Lutetium)
72. Hf......하프늄(Hafnium)
73. Ta......탄탈럼(Tantalum)
74. W.......텅스텐(Tungsten)
75. Re......레늄(Rhenium)
76. Os......오스늄(Osnium)
77. Ir........이리듐(Iridium)
78. Pt.......白金(Platinum)
79. Au......金(Gold)
80. Hg.....水銀(Mercury)

81. Ti.......탈룸(Thallium)
82. Pb......납(Lead)
83. Bi.......비스무투(Bismuth)
84. Po......폴로늄(Polonium)
85. At.......아스타틴(Astatine)
86. Rn......라돈(Radon)
87. Fr......프랑슘(Francium)
88. Ra......라듐(Radium)
89. Ac......악티늄(Actinium)
90. Th......토륨(Thorium)
91. Pa......프로탁티늄(Protactinium)
92. U.......우라늄(Uranium)
93. Np.....넵투늄(Neptunium)
94. Pu......플루토늄(Plutonium)
95. Am.....아메리슘(Americium)
96. Cm.....퀴륨(Curium)
97. Bk......버클륨(Berkelium)
98. Cf......캘리포늄(Califonium)
99. Es......아인스타이늄(Einseinium)
100. Fm...페르뮴(Fermium)

101. Md....멘델레븀(Mendelevium)
102. No....노벨륨(Nobelium)
103. Lr.....로렌슘(Lawrencium)
104. Rf.....러더퍼듐(Rutherfordium)
105. Db....더브늄(Dubnium)

106. Sg....시보귬(Seaborgium)
107. Bh....보륨(Bohrium)
108. Hs....하슘(Hassium)
109. Mt....마이트너룸(Meitnerium)
110. Ds....다름스타튬(Darmstadtium)

111. Rg....뢴트게늄(Roentgenium)
112. Cn....코페르니슘(Copernicium)
113. Uut...우눈트리움(Ununtrium)
114. Uuq..우눈쿼듐(Ununquadium)
115. Uup..우눈펜튬(Ununpentium)
116. Uuh..우눈헥슘(Ununhexium)
117. Uus..우눈셉튬(Ununseptium)
118. Uuo..우눈옥튬(Ununoctium)

위의 118가지 원소 중에는 퀴리 부인, 아인슈타인, 페르미, 노벨, 뢴트겐 등 노벨상을 받은 유명한 화학자, 과학자들의 이름을 딴 원소 이름도 있다. ‘원소번호 98의 캘리포늄(Cf)’은 미국 California주 이름에서 유래했음도 알 수가 있다.

동양에서는 천지만물을 창조하는 상반하는 성질을 음양(陰陽)으로 구분하고 우주 간에 쉬지 않고 운행(運行)하는 5가지 원소를 ‘금·수·목·화·토(金水木火土)’라는 ‘5행(五行)’으로 설명한다. 이를 ‘음양오행설(陰陽五行說)’이라고 한다. 

세상의 모든 것은 그 물질을 형성하는 기본적인 요소인 원소(元素)로 이루어져 있다. 새로운 원소는 앞으로 계속해서 발견되고 세상에 나올 것이다. 우리 한국인 이름을 딴 원소도 나오길 간절하게 소망한다. 

내 고향, 보은 땅에 원소기호 23번인 바나듐이 대량으로 매장되어 있다는 반가운 소식에 지구상의 모든 원소 118가지에 관해서 책을 펼치고 인터넷을 검색하며 알아보았다.  

지금 이 순간, 컴퓨터 자판을 두드리며 이 글을 쓰는 내 육신(肉身)과 내 주위의 모든 사람과 물질이 위의 118가지 원소로 이루어져 있다고 생각하니 사뭇 묘하고 야릇한 생각이 든다.   
 
전   대   길
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