별의 핵융합 반응에서 핵융합 반응을 하는 원자핵의 질량의 합이 생성된 원자핵의 질량보다 커서 에너지를 방출하는 과정이다 라는게 뭔 말인가요?
반응전이 반응후 보다 질량이 큰 이유는 무엇인가요?
반응전이 더 커서 에너지를 방출하는 과정이다 라는건 뭔 말인가요?
에너지를 방출하는 과정이라는 말이 핵융합 반응 이랑 같은건가요?
안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.
1. 핵융합 반응에서 원자핵의 질량의 합이 생성된 원자핵의 질량보다 큰 이유는 별 안에서 발생하는 핵융합 반응에서는 두 개 이상의 원자핵이 융합하여 더 큰 원자핵을 형성합니다. 그런데 반응 전의 원자핵들의 총질량이 반응 후 생성된 원자핵의 질량보다 큽니다. 이 차이가 생기는 이유는 바로 질량-에너지 등가성 원리(E=mc²) 때문입니다. 일부 질량이 에너지로 변환되며, 그 에너지가 빛과 열로 방출됩니다.
간단히 말해서 반응 전의 "여분의 질량"이 에너지로 전환되고, 이 과정에서 별이 빛나는 에너지를 내는 것입니다.
2. 반응 전 질량이 더 크다는 것이 에너지를 방출한다는 의미는 핵융합 반응에서는 두 개의 원자핵이 가까워지면서 강한 상호작용을 하게 됩니다. 즉, 새로 생성된 원자핵의 질량이 줄어들면서 줄어든 질량이 에너지로 변환되어 방출됩니다. 이는 핵융합 반응이 별의 주요 에너지 생성 메커니즘인 이유이기도 합니다.
3. 에너지를 방출하는 과정과 핵융합 반응이 같은 개념인가에서 핵융합 반응은 에너지를 방출하는 과정의 원리라고 볼 수 있습니다. 핵융합 반응이 일어날 때 질량이 줄어들면서 그 줄어든 질량이 에너지로 바뀌어 방출되는 것이죠. 따라서 핵융합 반응은 에너지를 방출하는 과정을 포함하고 있다고 이해하면 됩니다.
예를 들어 태양 내부에서는 수소 원자핵들이 융합하여 헬륨 원자핵을 생성합니다. 이 과정에서 질량이 에너지로 바뀌며 빛과 열을 방출하게 되는 것입니다.