크립톤은 왜 희귀가스일까?

존재량, 추출 방법, 귀한 이유 정리

크립톤이라고 하면 이름부터 뭔가 특별한 느낌이 들죠.
슈퍼맨의 고향 이름이기도 하고,
왠지 비싸고 실험실에서나 쓸 것 같은 기체처럼 느껴지는데요.

실제로도 크립톤은 일상에서 거의 볼 수 없는, 정말 희귀한 기체입니다.
과학자들은 이런 기체들을 희귀가스(rare gas) 또는 **비활성 기체(noble gas)**라고 부르기도 해요.

그럼 도대체 왜 이렇게 희귀하다고 불리는 건지,
공기 중엔 얼마나 있는지, 어떻게 얻는지 지금부터 쉽게 설명드릴게요.

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1. 공기 중에 정말 ‘조금’만 존재해요

크립톤은 우리가 숨 쉬는 공기 중에도 들어 있습니다.
문제는 그 양이 정말 작다는 것이에요.

• 대기 중에서 크립톤의 비율은 약 1ppm (백만 분의 1)
• 1L의 공기 속에 크립톤은 0.0001L 정도만 들어 있다는 얘기죠
• 반면 아르곤은 공기 중 0.93%나 됩니다 (약 9300ppm)

즉, 같은 양의 공기에서 크립톤은 ‘아르곤의 약 1/9000 수준’밖에 없어요.

그래서 존재는 하지만, 눈에 보일 일도, 공기 중에서 쉽게 뽑아낼 일도 거의 없다는 것이죠.

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2. 땅속에 있는 것도 아니고, 우주에서 따로 오는 것도 아님

헬륨은 천연가스 속에 섞여 있어서 땅을 파면 나오기도 해요.
그런데 크립톤은 그런 게 없습니다.

• 크립톤은 지구 대기 속에만 아주 희박하게 섞여 있는 기체예요.
• 광물에서 캐내거나, 광산에서 나오는 것도 아니고
• 바다나 토양에도 많지 않아서, 공기 외에는 딱히 채취할 곳이 없어요.

이 말은 즉, 크립톤을 얻으려면 공기를 엄청나게 많이 모아야 한다는 뜻이에요.

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3. 액화공기 분리로만 얻을 수 있어요

그럼 이렇게 적은 크립톤을 어떻게 얻을까요?
답은 하나입니다: 공기를 액체로 만들고 성분을 분리하는 방법.

이걸 ‘공기 분별 증류’라고 하는데요,

• 공기를 엄청나게 압축해서 액체로 만들고
• 각 기체들이 끓는점 차이로 증발되는 시점을 이용해
• 산소, 질소, 아르곤, 크립톤, 제논 등을 순차적으로 분리해내는 방식이에요

이 과정을 통해
수십 톤의 공기를 처리해도 크립톤은 몇 리터, 몇 킬로그램밖에 안 나옵니다.

그래서 귀한 거예요.
채취 자체가 어렵고, 나온다고 해도 너무 적기 때문이죠.

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4. 반응성이 거의 없어서 ‘비활성 기체’로도 불려요

크립톤이 ‘희귀하다’는 의미 외에도
‘비활성’이라는 점도 중요합니다.

• 크립톤은 다른 원소와 거의 화학 반응을 하지 않기 때문에
  과학자들은 ‘noble gas’ 즉, 고귀한 기체라고 부르기도 해요
• 헬륨, 네온, 아르곤, 크립톤, 제논 모두 이런 성격을 가집니다

즉, 존재도 적고, 반응도 안 해서 연구가 더 어려운 원소라는 뜻이에요.
그런데 그 ‘무반응성’ 덕분에
정밀한 실험이나 고급 장비용 가스로 활용되는 경우도 많습니다.

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5. 가격이 비싼 이유는 ‘희소성과 정제 과정 때문’

정리하면 크립톤이 비싼 이유는 두 가지예요.

1. 희소성:
   공기 중에 너무 적게 들어 있어서, 많은 공기를 모아야 조금 얻을 수 있음
2. 추출 난이도:
   분리 공정(액화공기 분리)이 복잡하고, 에너지와 비용이 많이 듦

그래서 크립톤이 쓰이는 곳은
비교적 고가 제품이나 정밀 장비인 경우가 많습니다.
예: 고급 단열 유리, 크립톤 레이저, 특수 조명 등

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마무리 정리

크립톤은 이름처럼 진짜 희귀한 기체입니다.
공기 중에 아주 조금밖에 없고,
그걸 뽑아내는 과정도 까다롭고 복잡해서
누구나 쉽게 쓸 수 있는 기체는 아니에요.

정리하자면:

• 공기 중 약 1ppm만 존재 → 매우 희귀
• 천연가스나 광물 속엔 없음 → 공기에서만 채취 가능
• 액화공기 분리라는 복잡한 공정 필요
• 이런 희소성과 어려움 때문에 가격도 비쌈
• 그래서 크립톤은 고급 조명, 레이저, 창호 등 한정된 분야에서 사용