원자폭탄에 대해서 궁금합니다.
원자란 작은입자단위를 말하는 것 같은데 원자폭탄의 위력은 어마어마하다고 알고 있습니다.
어떻게 원자폭탄이 강한위력을 가지는지 과학적 원리를 알고 싶습니다.
안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.
무거운 원자는 불안정합니다. 예를 들어 우라늄-235에 중성자를 쏘게 되면 우라늄은 바륨-144와 크립톤-89와 중성자 3개로 쪼개지게 됩니다. 여기서 알고 가셔야 할 것이 아인슈타인의 상대성 이론에서 나오는 공식인 E=mc^2입니다
에너지는 질량*광속의 제곱이라는 식입니다. 쉽게 말해서 에너지와 질량이 근본적으로 같다는 뜻입니다. 하지만 질량이 에너지로, 에너지가 질량으로 바뀌는 경우는 일상생활에서 거의 볼 수 없습니다.
하지만 질량이 에너지로 바뀌는 경우를 바로 핵분열이나 핵융합에서 볼 수 있습니다.
우라늄-235에 중성자를 쐈을 때 우라늄은 바륨-144와 크립톤-89와 중성자 3개로 쪼개지게 되는데 원자핵의 결합에너지는 철에서 가장 크고 질량이 커질수록 감소하는 특성을 가지고 있기 때문에 질량이 큰 원자핵이 작은 원자핵 두 개로 핵분열하면서 두 결합에너지의 차이가 핵분열과 함께 방출되게 됩니다. 쉽게 말해 우라늄의 질량보다 바륨,크립톤,중성자3개를 다 합친 질량이 더 작고, 그 차이만큼이 빛,열,운동에너지로 방출되게 됩니다. 이 핵분열 반응을 속도를 조절하며 반응시키면 원자력 발전이 되는것이고, 속도를 빠르게 해서 한번에 반응시키면 원자폭탄이 되는 것입니다.
안녕하세요. 김학영 과학전문가입니다. 아인슈타인의 질량-에너지 등가공식은 e=mc^2 에 따라서 질량이 사라질 때 발생하는 에너지를 정의했습니다. 원자폭탄은 이 공식을 이용한 무기인데요. 우라늄이 핵분열을 일으키면서 감소하는 질량이 에너지로 방출되는 현상을 이용한 것입니다.
원자폭탄은 우라늄을 기반으로 시작됩니다.
원자핵 내의 반응에 따라 연쇄적으로 발생하는 현상인데,
우라늄을 충돌시키면 분열하면서 고에너지가 발생되고,
감마선과 함께 방사선이 방출됩니다.
이 반응이 연쇄적으로 일어나면서 에너지가 발생되게 됩니다.