염화 라듐

1. 개요

염화 라듐은 라듐과 염소로 이루어진 화합물이다. 용액에서 이수화물로 결정화되며, 염화 수소 기체 흐름에서 라듐 브로마이드를 가열하거나 탄산 라듐을 염산으로 처리하여 제조할 수 있다. 흰색 고체로 가열 시 형광을 띠며, 다른 알칼리 토금속 염화물보다 물에 덜 녹는 특징이 있다. 라듐을 우라니나이트에서 추출할 때 바륨으로부터 라듐을 분리하는 첫 단계에 사용되며, 과거에는 라돈 가스 생산에도 사용되었다. 라듐-223 이염화물은 방사성의약품으로 전립선암 골 전이 치료에 사용된다.

2. 조제법

염화 라듐은 용액에서 이수화물로 결정화되며, 100°C의 열풍으로 1시간 가열한 후 520°C의 아르곤에서 5시간 30분 동안 두어 탈수시킨다. 다른 음이온이 존재할 경우에는 염화 수소를 사용하여 제조한다. 염화 라듐은 건조한 염화 수소 기체 흐름에서 라듐 브로마이드를 가열하거나, 탄산 라듐을 염산으로 처리하여 생성할 수도 있다.

3. 특징

염화 라듐은 흰색 고체이며, 가열하면 파란색-녹색 형광을 띤다. 시간이 지남에 따라 노란색으로 변하며, 바륨 오염 시 장밋빛을 띨 수 있다. 다른 알칼리 토금속 염화물보다 물에 덜 녹는다. 25°C에서 용해도는 245g/L인데 비해, 염화 바륨의 용해도는 307g/L이며, 염산 용액에서는 그 차이가 더 크다. 이러한 특성은 분별 결정을 통해 라듐을 바륨으로부터 분리하는 첫 단계에 사용된다. 공비 염산에는 약간만 녹으며, 농축 염산에는 거의 녹지 않는다.

기체 상태의 염화 라듐(RaCl₂)은 가시광선 스펙트럼에서 676.3nm와 649.8nm(적색)에서 강한 흡수를 나타낸다. 라듐-염소 결합의 결합 해리 에너지는 2.9eV이며, 결합 길이는 292pm이다.

반자성인 염화 바륨과 달리 염화 라듐은 약한 상자성을 띠며, 자기 감수율은 1.05×10⁻⁶이다. 불꽃 반응 시 붉은색을 나타낸다.

4. 이용

염화 라듐은 우라니나이트(섬우라늄광)에서 라듐을 추출할 때 바륨에서 라듐을 분리하는 초기 단계에 여전히 사용된다. 브롬화 라듐이나 크롬산 라듐을 사용하는 방법보다 수율은 낮지만, 대량의 광석 처리에 유리하고 비용이 저렴하다. 과거 의학에서 라돈 가스 생산에 사용되었으며, 이 가스는 근접 방사선 치료 암 치료에 사용되었다.

4.1. 라듐-223 (²²³RaCl₂)

바이엘(Bayer)은 2013년 5월에 전립선암 골 전이 치료에 대한 FDA 승인을 받았다. 라듐-223 이염화물(USP, 염화 라듐 Ra 223, 상품명 Xofigo (구 Alpharadin))은 알파 방출 방사성의약품이다. 염화 라듐-223은 알려진 가장 강력한 항종양 약물 중 하나로, 성인 1회 투여량(50 kBq/kg)은 약 60 나노그램이다.

²²³Ra^영어는 반감기 약 11.4일로, 대부분 α 붕괴하며 극히 일부는 클러스터 붕괴를 일으키는 형태로 방사선을 방출한다. 암의 뼈 전이 부분은 뼈 대사가 빨라지고 있으며, 뼈의 구성 성분 중 하나인 칼슘과 유사한 화학적 성질을 가진 라듐은 칼슘과 마찬가지로 뼈, 특히 뼈 대사가 빠른 부분으로 흡수되기 쉽다. 이 성질을 이용하여 가능한 한 뼈 전이 부분에 선량을 집중시키는 것을 목표로 투여한다. 다만, 이 치료법을 실시하면 환자는 반드시 내부 피폭을 받게 되고, 부작용도 발생하는 등 단점이 존재한다.