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과학

핵분열

핵분열과학
영어
Nuclear fission
핵심 변화
무거운 핵의 분할
에너지 기준
반응 전후의 정지 질량 차이
관련 현상
중성자에 의한 연쇄 반응
핵분열은 무거운 원자핵이 둘 이상의 더 작은 핵으로 갈라지는 과정이다. 반응에 따라 중성자와 에너지가 방출되며, 같은 모핵에서도 여러 종류의 분열 생성물이 나올 수 있다.

원자와 원자핵의 구별

화학 반응은 주로 전자의 결합 상태가 바뀌지만 핵분열은 원자핵 자체의 구성을 바꾼다. 분자를 구성하는 두 원자가 떨어지는 현상이나 고체가 잘게 부서지는 현상과는 다르다. 핵의 양성자와 중성자를 어떻게 나누는지가 중요하다.

생성물이 하나로 정해지지 않음

특정 핵이 분열한다고 항상 똑같은 두 핵이 생기는 것은 아니다. 여러 분열 경로가 가능하며 각 경로의 발생 비율이 다르다. 반응식을 읽을 때는 생성된 모든 핵과 중성자를 포함해 핵자 수와 전하를 확인한다.

방출 에너지

발열 분열에서는 최종 생성물의 전체 정지 질량이 초기 상태보다 작다. 차이는 주로 생성물의 운동 에너지와 방사선 등으로 나타난다. 이는 질량과 에너지를 합친 보존 법칙을 어기는 현상이 아니라 정지 에너지가 다른 형태로 바뀌는 과정이다.

연쇄 반응과 시간 변화

분열에서 나온 중성자가 다른 핵의 분열을 유발하면 반응이 이어질 수 있다. 다만 중성자는 밖으로 빠져나가거나 분열 없이 흡수될 수도 있어 모든 분열이 지속적인 연쇄 반응으로 이어지는 것은 아니다. 생성물에는 불안정한 핵도 있어 후속 붕괴가 일어날 수 있다.

관련 문서

원자핵 / 중성자 / 핵결합 에너지 / 질량 에너지 동등성 / 핵융합 / 방사성 붕괴 / 동위원소 / 에너지 보존 법칙