핵 결합 에너지. 핵융합과 핵분열

핵 결합 에너지. 핵융합과 핵분열

 

 

가벼운 핵들은 핵융합하고, 무거운 핵들은 핵분열하는 이유?

 

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▶ 참고: 제21장 핵화학. 목차

[ https://ywpop.tistory.com/16810 ]

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핵을 구성하는 입자, 즉 양성자, 중성자를

핵자(nucleon)라고 한다.

 

 

 

 

[표] 세 가지 핵의 질량 결손과 핵 결합 에너지(= 결합 에너지)

( 참고: 질량 결손 https://ywpop.tistory.com/7941 )

 

 

(1.13×10^(-12) J) × (1 eV / 1.60218×10^(-19) J)

= 7052890 eV

= 7.1 MeV

 

 

 

 

핵 결합 에너지 대신, 핵자당 결합 에너지를

핵의 질량수에 대해 그래프를 그려보면,

핵자당 결합 에너지가 가장 큰(높은) 핵은

질량수 56짜리 철(Fe-56)임을 알 수 있다.

 

 

[ 그림 출처 Wikimedia ] Graph of the binding energy of an atom as a function of its nucleons.

 

 

Fe-56의 핵자당 결합 에너지가 가장 크다, 높다라는 것은

Fe-56 핵을 깨뜨리는데 가장 많은 에너지가 필요하다는 의미이며,

따라서 Fe-56이 가장 안정한 핵이라는 것이다.

 

 

Fe-56이 가장 안정한 핵이기 때문에, Fe-56 핵을 중심으로,

 

 

Fe-56보다 가벼운 핵들은 융합하여

무거운 핵으로 변하는 핵반응, 즉 핵융합이 일어나면,

보다 안정한 핵이 될 수 있다.

 

 

반면에, Fe-56보다 무거운 핵들은 분열하여

가벼운 핵으로 변하는 핵반응, 즉 핵분열이 일어나면,

보다 안정한 핵이 될 수 있다.

 

 

 

 

[ 관련 예제 https://ywpop.tistory.com/19605 ] 칼륨-40의 핵자당 결합 에너지 계산

 

[ 관련 글 https://ywpop.tistory.com/4912 ] Fe 원자핵이 가장 안정한 이유

 

[ 관련 글 https://ywpop.tistory.com/16810 ] 제21장 핵화학 목차

 

 

 

 

[자료] 핵 결합 에너지 계산기

※ 원자(핵)의 “원자량, 질량수, 원자번호”만 입력하면, 나머지는 자동 계산.

 

@핵 결합 에너지 계산기.xlsx

0.01MB

 

 

 

 

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