1.2.4 핵력의 특성 [원자력기사]

1.2.4    핵력의 특성

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핵은 양성자와 중성자로 구성되어 있다. 원자핵에서 양성자들 간의 반발력을 극복하고 안정한 핵을 구성하기 위해서는 상당한 에너지가 필요하다. 이러한 원자핵의 양성자들을 결합시켜 주는 에너지를 결합에너지라고 부른다. (1.4절 참조)

 

결합에너지에 의해 원자핵 속에서 강한 힘으로 양성자간 반발력을 극복하는 힘을 핵력이라고도 부르며, 핵력의 특성은 다음과 같다.

 

▶ 핵력은 척력과 반대되는 인력이다.

▶ 핵력은 양성자간의 반발력보다 큰 힘이다.

▶ 양성자-양성자, 양성자-중성자, 중성자-중성자 간의 힘이므로 전하와 관례 없다.

▶ 극히 짧은 거리(10-15m)에서 작용하는 힘이다.

예제 1 (2012년 원자력기사 기출)

다음 중 원자핵을 구성하고 있는 핵자들 간에 작용하는 핵력에 대한 설명으로 틀린 것은?

① 양자 간의 반발력보다 큰 힘이다.

② 인력이 아닌 척력이다.

③ 전하와 무관하다.

④ 핵과 같이 극히 짧은 거리에서만 작용하는 힘이다.

 

정답) ②

핵력은 원자핵을 구성하기 위하여 양성자 간의 반발력 보다 큰 인력이다. 그리고 양성자-양성자, 양성자-중성자, 중성자-중성자 간의 힘이므로 전하와 관계없다.

예제 2 (2018년 원자력기사 기출)

핵력(Nuclear force)에 대한 다음 설명 중 맞는 것은?

① 핵력은 전자기력(쿨롱힘) 보다 약하다.

② 매우 짧은 거리(10-15m)에서 작용하는 힘이다.

③ 원자핵 속에서 중성자와 중성자 사이에 작용하는 힘은 중성자와 양성자간에 작용하는 힘보다 크다.

④ 핵력은 전자기력과 마찬가지로 핵자 간에 서로 끌어당기거나 밀어내는 힘을 가진다.

 

정답) ②

① 핵력은 양성자간 전자기력 보다 큰 힘으로 원자핵을 안정하게 묶고 있다.

③ 핵력은 중성자-양성자 간 작용하는 힘을 의미하며, 중성자-양성자 간에는 양성자-양성자 간의 반발력보다 더 강한 핵력이 존재한다. 원자핵 속의 중성자는 양성자-양성자 사이의 반발력을 무마시키고 강한 핵력을 유도하기 때문이다. 그리고 중성자-중성자 간에는 전하가 작용하지 않으므로 인력과 척력이 작용하지 않는다.

④ 핵력은 척력과 반대되는 인력이다.