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하하, 별난 원소 구경은 재밌었니? 그런데 요즘은 더 이상한 원소들도 많다고 들었어. 자연에 없는 원소를 직접 만들 수도 있다고 하더라고. 과거의 연금술사들이 성공한 걸까?

자연에서 발견되는 가장 높은 원자번호의 원소는 94번 플루토늄(Pu)이에요. 왜 더 큰 원소는 자연에 없을까요? 그 이유는 원자핵에 양성자가 많을수록 원자핵이 불안정해지기 때문이에요. 양성자는 양전하를 띠고 있어 원자핵에 많이 모여 있으면 서로 밀어내는 힘인 척력이 세져요. 이런 원소는 일정 시간이 지나면 방사선을 방출하면서 더 작은 원자핵으로 부서져요. 이를 ‘방사성 붕괴’라 해요.

원자핵의 붕괴를 거꾸로 생각하면 자연에 없는 커다란 원소를 만들 수 있어요. 즉, 적당한 크기의 원자핵 두 개를 서로 충돌시키는 거예요. 그러면 두 원자핵이 합쳐지면서 양성자가 많이 들어있는 새 원소가 만들어지죠!

2004년 일본 이화학연구소의 과학자들이 만든 ‘니호늄(Nh)’을 예로 들어볼까요? 일본의 과학자들은 새 원소를 만들기 위해 30번 원소인 아연(Zn) 이온을 83번 원소인 비스무트(Bi)에 강하게 충돌시켰어요. 그러자 두 원소의 원자핵이 합쳐지면서 양성자가 113개 든 원자핵이 만들어졌지요. 과학자들은 이 원소에 니호늄이라는 이름을 붙였죠.

물론 새로운 원소를 만들기가 이처럼 단순하진 않아요. 두 원자핵 사이에 작용하는 반발력을 이겨내고 원자핵을 합치려면, 원자핵을 강한 에너지로 쏴주어야 해요. 그래서 과학자들은 전자기력으로 입자를 가속하는 입자가속기를 사용하죠. 거기다 원자핵은 매우 작으니 두 원자핵이 잘 부딪히지도 않아요. 일본 연구자들도 8년 동안 겨우 2개의 니호늄 원자를 만들었을 뿐이니까요.
이렇게 만들어진 새 원소는 매우 불안정해요. 니호늄은 1.4밀리초만에 붕괴해 다른 원소로 바뀌지요. 그래서 과학자들은 원소가 붕괴하면서 나온 입자들을 증거로 붕괴 과정을 되짚어 새로운 원소가 만들어졌는지 확인한답니다.