수소 핵융합 반응은 어떻게 이루어지나요?
안녕하세요.
수소 핵융합 반응은 과학적으로 어떻게 이루어지나요?
수소 핵융합 반응이 이루어지는 과정과
수소 핵융합 반응을 발견한 사람은 누구인가요?
안녕하세요. 최우혁 과학전문가입니다.
수소 핵융합 반응을 발견한 사람은 모르지만
수소 핵융합 반응은 1000만k이상의 고온에서 발생 하게 됩니다 . 태양이 수소 핵융합 반응을 하고 있으며 고온에서 수소와 수소가 만나 헬륨을 만들고 E=델타mc^2에 의해 헬륨생성중 일정 에너지는 빛 에너지로 전환 됩니다 그리하여 태양이 빛을 낼수 있는거죠.
안녕하세요. 이상현 과학전문가입니다.
수소핵융합은 삼중수소가 중수소와 만나 헬륨을 만들며 고에너지를 방출하는 현상을 말합니다.
이 반응을 위해서는 1억도 이상의 고온이 필요합니다.
안녕하세요. 김태헌 과학전문가입니다.
수소원자 네 개가 헬륨원자 하나로 융합하면서 많은 에너지를 방출하는 반응으로 고온·고밀도의 별 내부에서 에너지를 생성하는 역할을 한다.
안녕하세요. 이원영 과학전문가입니다.
수소핵융합반응은 1개의 양성자로 이루어진 수소원자핵(1H) 4개가 연쇄반응을 거쳐 2개의 양성자와 2개의 중성자로 이루어진 헬륨원자핵(4He) 1개가 되는 과정이다.
1H＋1H → 2H＋e+＋ν : 2개의 수소핵이 결합하여 1개의 중수소핵이 되면서 양전자와 뉴트리노를 방출한다.
2H＋1H → 3He＋γ : 중수소핵과 수소핵이 결합하여 질량수 3인 헬륨핵이 되면서 감마선을 방출한다.
3He＋3He → 4He＋1H＋1H : 2개의 질량수 3인 헬륨핵이 결합하여 질량수 4인 헬륨핵과 수소핵 2개가 만들어진다.여기서 e+는 양전자, ν는 중성미자(뉴트리노), γ는 광자이다. 2H는 양성자 1개와 중성자 1개로 이루어져 있다. 일반적인 수소인 1H보다 중성자를 하나 더 포함하고 있어 무거운 수소라는 뜻으로 중수소라고 한다. 이 과정에서 첫 번째와 두 번째 반응은 각각 두 번씩 일어난다.
항성에서는 이와 같은 반응이 연쇄적으로 일어난다. 이를 밝혀낸 과학자는 한스 베테(Hans Bethe, 1906~2005)다.
핵융합 과정에서 핵끼리 합쳐져 새로운 원자핵을 만들 때 충돌하기 전 핵들의 질량의 합과 핵융합으로 합성된 핵의 질량이 다르다. 베테는 이 질량 차이는 아인슈타인의 질량-에너지 동등성 공식에 의해 에너지로 방출되며 이 에너지가 항성이 내뿜는 에너지라고 설명했다.
베테는 핵융합에 대한 이론을 확립하였으며 수소 핵융합의 에너지가 항성 에너지의 기원임을 밝혀낸 공로로 1967년 노벨 물리학상을 수상한다.안녕하세요. 김학영 과학전문가입니다. 핵융합은 두 개 이상의 핵이 서로 충돌하여 하나로 융합하는 과정입니다. 수소 핵융합 반응에서는 두 개의 수소 원자핵이 서로 충돌하여 헬륨 원자핵으로 결합하는 과정이 일어납니다.
Hans Bethe는 핵융합 반응의 이론적인 설명과 별 내부에서의 핵융합 반응에 대한 연구로 1967년 노벨 물리학상을 수상했습니다.
안녕하세요. 이만우 과학전문가입니다.
플라스마 상태에서 수소 원자핵들이 융합해 헬륨 원자핵을 만들 듯이 가벼운 원자핵들이 융합해 무거운 원자핵으로 변하는 화학 반응을
핵융합 반응이라고 합니다.
태양의 중심에서 수소(1H)의 원자핵들이 충돌해 헬륨(2He) 원자핵으로 바뀌는 핵융합 반응이 일어납니다.
원자는 양성자, 중성자로 이루어진 원자핵과 그 주위에 구속된 전자로 이루어진다.
원자에 종속된 전자는 외부의 에너지를 받으면 가장자리에서부터 차례로 떨어져 나가는데, 이렇게 떨어져 나간 전자를 자유전자라고 한다. 원자에 가해지는 에너지의 양이 충분히 막대하여, 원자에 종속된 모든 전자가 떨어져 나갈 수 있을 정도가 된다면, 원자는 전자를 방출하고 양전하를 띠는 원자핵이 홀로 존재하게 된다. 이렇게 원자핵과 전자가 분리된 상태를 플라즈마라 한다.
에너지가 낮다면 이 원자핵들 사이에 전자기력에 의한 척력(Coulomb barrier, 쿨롱 장벽)이 작용해 서로 결합할 수가 없다.하지만 원자핵이 입자가속기와 같은 수단으로 엄청난 속도로 가속된 뒤 다른 입자에 충돌하거나[1] 초고온으로 가열되어 원자핵들의
에너지가 매우 높아지면[2] 원자핵들 사이의 거리가 좁혀지게 되고, 이렇게 원자가 충분히 가까워지면 그 이후부터는 강한 핵력이 작용해
원자핵이 서로 결합하게 된다. 이때, 원자핵들의 평균 에너지가 쿨롱 장벽을 뛰어넘을 만큼 충분히 높지 못한 경우에도, 맥스웰 - 볼츠만
분포에 의해 소수나마 존재하는 고에너지의 원자핵들이나 낮은 확률로 일어나는 양자 터널링을 통해서도 핵융합 반응이 일어날 수 있다
항성에서도 이 때문에 이를 몰랐을 때 예상했던 것보다 핵융합이 더 쉽게, 더 많이 일어납니다.
도움 되셨기를...
안녕하세요. 김태경 과학전문가입니다.
플라스마 상태에서 수소 원자핵들이 융합해 헬륨 원자핵을 만들 듯이 가벼운 원자핵들이 융합해 무거운 원자핵으로 변하는 화학 반응을 핵융합 반응이라고 한다. 태양의 중심에서 수소(1H)의 원자핵들이 충돌해 헬륨(2He) 원자핵으로 바뀌는 핵융합 반응이 일어난다
안녕하세요. 박재민 과학전문가입니다.
수소 핵융합은 수소 원자핵 2개가 합쳐져 헬륨 원자핵 1개가 될 때 발생하는 에너지로 전기를 만드는 차세대 발전 방식입니다. 수소핵융합 과정에서 융합된 분자핵의 총질량은 융합되는 구성 성분의 총질량보다 적습니다. 이 손실된 질량은 아인슈타인의 상대성 이론에서 등장한 E = mc2 공식에 따라 에너지로 바뀌는 것입니다. 수소 핵융합 과정은 중심핵의 온도가 조금만 올라가도 핵융합의 강도는 막대하게 증가합니다.
수소 핵융합은 두 개의 수소 원자가 서로 결합하여 헬륨 원자를 생성하는 반응입니다. 이 반응은 고온과 고압의 환경에서 일어나며, 별과 같은 천체의 핵 중심에서 주로 발생합니다. 수소 핵융합 반응은 별의 핵심에서 엄청난 압력과 온도에서 일어나는데, 이러한 조건은 수소 원자의 전자들이 분리되어 양성자와 자유 전자로 존재하는 플라즈마 상태를 만들어냅니다. 이러한 플라즈마 상태에서 수소 원자들은 서로 인력력을 극복하고 충돌하여 핵융합을 일으키게 됩니다.
수소 핵융합 반응은 주로 프로톤-프로톤 연쇄반응으로 알려져 있습니다. 이 반응은 두 개의 수소 원자핵(프로톤)이 서로 가까워져 인력력을 극복하고, 강력한 전자력력에 의해 전자를 중간에 끌어들이며 핵융합을 일으킵니다. 이 반응에서는 4개의 수소 원자핵이 결합하여 헬륨 원자핵을 생성하고, 동시에 에너지가 방출됩니다.
수소 핵융합 반응을 발견한 사람은 정확하게 하나의 개인을 가리키기는 어렵습니다. 수소 핵융합 반응에 대한 연구는 다양한 과학자들에 의해 진행되었으며, 이론적인 연구와 실험을 통해 발전해왔습니다.
