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1.1.4 결합에너지 (2) [원자력기사] 1.1.4.2 핵자당 결합에너지 핵자당 결합에너지의 정의는 원자핵의 결합에너지를 질량수로 나누는 것이다. 기본적으로 결합에너지가 클수록 원자핵의 안정성은 증가한다. 그러나 원자 번호가 다른 각 원소들의 원자핵의 안정성은 결합에너지로 단순하고 직접적으로 비교할 수 없으므로, 핵자 각각이 가지고 있는 핵자당 결합에너지를 비교하여 안정성을 상대적으로 비교할 수 있다. 즉, 핵자당 결합에너지가 클수록 핵자들은 더 강한 힘으로 결합되어 있다. 그림 1-4의 핵자당 결합에너지 그래프를 보면 질량수 56번인 Fe가 최대치의 핵자당 결합에너지(약 8.7Mev)를 가지고 있다. 그림 1-4 핵자당 결합에너지 그림 1-4를 보면 몇몇 사실을 알 수 있다. 원소들은 안정된 상태를 가지려 하므로 원소들의 분열 또는 융합으로 .. 더보기
1.1.4 결합에너지 (1) [원자력기사] 1.1.4 결합에너지 (Nuclear Binding Energy) 결합에너지를 이해하기 위하여 헬륨 원자를 살펴보자. 헬륨의 원자핵은 양성자 2개와 중성자 2개로 총 4개의 핵자로 구성되어 있다. 이때 양성자의 질량이 1, 중성자의 질량을 1.1로 가정하면, 이들 4개의 핵자의 질량을 4.2가 되어야 하지만 헬륨은 4 질량을 가지고 안정된 상태를 가진다. 이때 사라진 0.2 만큼의 차이를 질량 결손이라고 부른다. 사라진 0.2 만큼의 에너지는 원자 밖으로 사라졌다는 의미 보다 원자핵을 단단히 묶는데 사용되었다고 이해해야 한다. 0.2 만큼의 에너지가 원자핵을 단단히 묶는데 사용되었으므로 결합에너지 (binding energy) 의미를 가진다. 원자핵은 (+) 전하로 대전된 양전하와 전하가 없는 중성자로 .. 더보기
1.1.3 질량결손 [원자력기사] 1.1.3 질량결손 1.1.3.1 질량결손(Mass Defect) 질량결손이란 핵분열, 핵융합, 알파붕괴, 베타붕괴 및 다양한 핵반응에서 반응 전과 반응 후의 원자질량에 차이가 생기는 것을 말하며, 원자 각 구성 입자들의 질량 총 합과 실제 측정된 원자 질량과의 차이를 질량 결손이라 정의한다. 즉, 핵자들의 질량합 = 반응 후 원자의 질량 + 질량결손 이다. 우리가 흔히 알고 있는 질량 보존의 법칙을 따르면 원자를 구성하고 있는 각 입자의 질량 총합은 원자의 질량과 같아야 한다. 그러나 원자 내의 양성자 질량과 중성자 질량 그리고 전자의 질량을 더하면 원자의 질량과 같지 않다. 산소는 양성자 8개와 중성자 8개 그리고 전자 8개로 구성되어 있다. 각 질량을 살펴보면 양성자 8개의 질량은 8.0582amu.. 더보기
1.1.2 원자질량단위 [원자력기사] 1.1.2 원자질량단위 (amu, atomic mass unit) 1.1.2.1 원자질량단위 개요 원자는 매우 작고 가볍기 때문에 우리가 일상에서 사용하는 표기인 kg 등을 사용하면 복잡한 숫자들을 기술해야 하고 이해하기도 어렵다. 예를 들어, 수소 원자 하나의 무게는 1.6735×10-24g 이다. 따라서 원자들의 질량을 상대적인 값으로 간단하게 나타내기 위해 노력했다. 원자의 질량을 간단히 나타내기 위해 사용하는 단위는 amu이다. amu는 atomic mass unit(원자질량단위)의 약어로 원자나 분자와 같이 매우 작은 질량을 나타내는 표준 단위이며, 단위 기호는 u 이다. 1.1.2.2 1amu의 질량 1amu는 탄소 원자 1개 질량의 1/12로 정의되므로 간단히 계산해보자. 탄소원자의 측정 질.. 더보기
1.1.1 핵의 기본 입자 [원자력기사] 1.1.1 핵의 기본 입자 원자는 그림 1-1과 같이 원자핵과 전자로 구성된다. 원자핵은 (+)로 하전되어 있다. 그리고 전자는 (-)으로 하전 되어 있으며, 전자는 원자핵주위를 돌고 있다. 그림 1-1에서는 원자핵은 파란색과 빨간색 두 가지로 표현되어 있는데 반해, 전자는 1개의 물질로 구성되어 있는 작은 구형(회색점)으로 표현되어 있다. 그림 1-1 원자핵과 전자 원자핵의 빨간색은 양성자를 나타내고, 파란색은 중성자를 나타내고 있다. 양성자(빨간색)은 (+)로 하전되어 있으나 중성자(파란색)은 극성을 띄지 않는 특징이 있다. 따라서 중성자는 실험을 통해 측정할 수 없어 원자핵 속에 중성자의 존재를 밝히는데 상당히 오랜 시간이 걸렸다. 원자 내 원자핵과 전자의 (+)전하와 (-) 전하의 크기는 동일하여.. 더보기