핵분열에 대해서

목차

1. 개요
2. 핵분열의 과정
3. 핵분열 모형
4. 핵분열과 퍼텐셜 장벽
5. 원자로

본문내용

전자는 전자기적 쿨롱 힘으로 인해 원자에 구속되어 있고 전자를 떼어내는 데 수 전자볼트밖에 소요되지 않지만, 핵자들은 강력하게 핵 속에 구속되어 있어 핵자 하나를 떼어내는 데는 수백만 전자볼트가 필요하다. 즉, 1kg의 석탄에서 얻을 수 있는 에너지보다 1kg의 우라늄에서 얻을 수 있는 에너지가 수백만 배나 크다는 뜻이다. 원자나 핵의 연소 과정에서 나오는 에너지의 크기는 핵이 결합할 때 발생하는 질량의 감소량이다. 우라늄을 태우는 것과 석탄을 태우는 것 사이의 주된 차이점은 우라늄이 연소할 때 훨씬 많은 양의 질량이 연소한다는 점이다.
1932년에 영국 물리학자 James Chadwick은 중성자를 발견하였고, 몇 년 뒤 이탈리아 물리학자 Enrico Fermi는 로마에서 중성자들을 여러 원소에 충돌시키면 새로운 방사성 원소가 만들어진다는 사실을 발견했다. Fermi는 전기를 띠지 않는 중성자가 양성자나 알파입자와는 달리 핵 표면에 접근할 때 Coulomb 척력을 전혀 받지 않으므로 핵 탐사체로 유용할 것이라고 예상했다. 주변의 물질과 실온에서 열적 평형상태에 있고 운동에너지가 0.04eV 정도의 운동에너지로 천천히 움직이는 열중성자조차도 핵을 연구하는 데 매우 유용하다. 1930년대 말 베를린의 물리학자 Lise Meitner와 화학자인 Otto Hahn, Fritz Strassmann은 Fermi와 공동연구자들이 한 실험을 재현하는 과정에서 우라늄염의 용액을 열중성자로 충돌시킨 뒤에 얻어진 생성물에서 수많은 새로운 방사성 원소가 만들어진 것을 발견하였다. 1939년에는 반복된 실험을 통하여 이런 방법으로 만들어진 물질 중의 하나가 바륨임이 확인되었다. 하지만, Hahn과 Strassmann은 다음과 같은 의문을 가졌다. 중성자를 우라늄에 충돌시켰을 뿐인데 어떻게 중간 정도의 질량을 갖는 원소인 바륨이 생성될 수 있었는지에 관해 말이다.

참고자료

· 없음