핵(Nucleus)의 변환과 에너지 핵의 구조와 표시 핵자(nucleus) = 양성자(proton) + 중성자(neutron) 질량수 1 수소원자의 질량(1840 x mass of electron) (m of proton = 1.673 x 10^-27 kg) p, 중성자(neutron) ~ by Chadwick(1932) 0 전하(charge) 양성자의 질량 (m of neutron = 1.675 x 10^-27 kg) 원자번호(Z) = 원자핵(nucleon)속의 양성자수 = 중성 원자의 핵 외 전자수 중성자수(N) 질량수(A) = 양성자수(Z) + 중성자수(N)
핵(Nucleus)의 변환과 에너지 원자질량단위(Unified Atomic Mass Unit : amu) : 탄소원자 의 질량 x 1/12 = 1 amu (1 u) 동위원소(isotope) : 화학적 성질이 동일하고 질량수가 다른 원소 (원소의 원자량-동위원소의 원자량을 존재비에 따라 평균) 핵반응식 1. a + b = c + d [질량수(핵자수) 합 → same] 2. e + f = g + h [전하의 총 합(원자번호) → same] 3. 질량 보존 X 4. 운동량(momentum) – 보존(conserved) 5. 질량 & 에너지를 함께 고려할 경우 – 총 에너지 보존(conserved) 6. 양성자(proton) 중성자(neutron) 전자(electron) 양전자(positron) 질량결손 – 핵반응에 의해 감소하는 질량(Δm) 질량결손 에너지
핵(Nucleus)의 변환과 에너지 핵분열(fission) - Hahn & Strassmann(1938) – 원자핵에 중성자가 충돌할 때 두 개 이상의 원자핵으로 쪼개지면서 질량결손 에 너지를 방출하는 현상 - 연쇄반응(chain reaction) - 감속재 : 핵분열 시 연쇄반응이 일어나기 위해 중성자의 속도를 느리게 하는 물질 중성자의 E ~ 0.03 eV 열중성자 ex) 흑연(graphite), 물(경수, 중수) - 제어봉 : 중성자를 흡수하여 연쇄반응 속도를 조절하는 장치 ex) 카드뮴(Cd), 붕소(B) - 핵분열 반응식 1 MeV 1 eV : 전자가 1 V의 전위차로 가속될 때 얻은 에너지의 크기 1 eV : 1.6 x 10^-19 J 1 M(mega) = 10^6 1 MeV = 1.6 x 10^-13 J 질량결손 of
핵(Nucleus)의 변환과 에너지 핵융합(fusion) - 초고온 상태에서 질량수가 작은 원자핵이 융합하여 질량수가 큰 원자핵으로 바뀌면서 막대한 질량결손 에너지를 방출하는 현상 핵융합 반응식 질량결손( 0.0276 u) 에너지
핵(Nucleus)의 변환과 에너지
핵(Nucleus)의 변환과 에너지 일본에 투하된 원자폭탄