[원소주기율표] A periodic table of the elements 수소와 헬륨

 

[He]  헬륨 원소주기율표 상에서 1주기 18족에 속하는 비활성 기체 상온에서는 기체로만 존재합니다. 우주에서는  수소 다음으로 많이 분포하는 원소입니다. 단원자 기체로 반응성이 거의 없어 비활성 기체라고도 하며 무색무취로 지구 대기상에는  미량으로 존재합니다.  원소기호는 He 이며 원자번호 2번 원자량 4.002602 입니다. 끓는점  - 268.93 이며 녹는점은 -272.20 으로 그리스어 헬리우스(태양)이 어원입니다.  주변에서는 헬륨가스를 이용하여  용접도 하고 풍선을 불기도 하지만 어린이들이 흡입시 산소 차단으로 인해 치명적일 수 도 있으니까 주의가 필요합니다. 

헬륨의 핵은 양성자 2개 중성자 2개로 이루어져 있습니다. 태양에서 수소에서 헬륨으로 변화되는 과정을 보면 매초 6억톤의 수소가 핵폭발을 통해 헬륨을 생성하고 있으며 이 때 4백만톤의 에너지를 사용하고 있다고 합니다.  우주에 존재하는 수소와 헬륨은 빅뱅후 3초안에 만들어졌다고 하며 우주 성분의 대부분이니까 모든 원소의 시작은 수소와 헬륨으로부터 시작되었다고 해도 과언이 아닐 것 같습니다. 현재 우주의 24프로는 헬륨 원소입니다. 수소가 H (양성자 + 중성자 + 전자) 각 한개뿐인 간단한 구조이듯이 헬륨도 양성자 2  + 중성자 2 + 전자 2로 수소 다음으로 간단한 구조이기 때문입니다. 항성에서 수소가 헬륨으로 변환되는 건 핵융합으로 얼마든지 생성이 가능하므로 수소와 헬륨은 무한 자원에 가깝습니다. 다만 이 상황은 우주에서의 얘기로 국내에서는 헬륨을 생산할 수 없어 향후 의료용 헬륨이나 산업용으로는 최악의 상황이 될 수 있을 정도로 공급부족 현상이 올 수 있습니다. 

우리가  사용하고 있는 헬륨은 천연가스에서 추출을 하게되는데 자연계에서 구할 수 없고 추출비용이 높아 비싸게 구해야 되는 상황입니다. 또한 추출 가능한 양은 500만톤으로 예상되지만 30~60년 내 지구에서는 헬륨을 구할 수 없게 됩니다.  의료용(MRI 1회 충전시 1500리터의 헬륨 충전) / 산업용 / 반도체 생산용(국내 수입 헬륨의 70프로는 반도체 공정에 사용됨 : 증착 노광공정) 등 주요 원소이지만 우리가 인지하지 못한 채  위기를 맞을 수 있는 겁니다.

 

현재 지구상에서 가장 큰 이슈는 달 표면에 존재하는 헬륨3를 어떻게 채취하느냐입니다. 달에는 지구와 비슷한 구성으로 되어 있어 지구에는 부족한 자원을 얻을 수 있으며 우주에만 존재하는 희소자원도 있을 걸로 예상되어 계속적인 탐사가 필요한 상황입니다. 헬륨3는 태양에서 만들어저 태양풍을 타고 달에 축적되고 있습니다. 원자력보다 효율은 5배 높고 최소 100만톤 이상 매장되어 있어 인류가 생존하기 위한 차세대 에너지원으로 충분합니다. 현재 달의 헬륨 3는 100만조원의 가치가 있다고 평가되며 핵융합 원자로의 상용화만 가능하다면 채굴의 어려움 / 이동의 어려움이라는 불확실성에도 불구하구 그만한 가치가 있습니다. 

 

<헬륨관련 국내회사>  태경케미컬 (우크라이나- 러시아 전쟁으로 강세) / 풍국주정 / 엠투엔 / 케이씨