핵은 어떻게 작은 물체에서 큰 에너지를 내나요?

Question

핵은 엄청난 에너지를 발산합니다.

그 원료는 우라늄과 플루토늄이라고 하는데.

우라늄은 뭐고, 플루토늄은 무엇인지 궁금합니다.

핵원료는 크기가 작은 것으로 알고 있는데.

크기가 작은 원료에서 어떻게 그렇게 큰 에너지를 낼 수 있는지 궁금합니다.

자세한 설명 부탁드립니다.

Answer 1

원료의 양이 적어도 에너지가 큰 이유는 결합에너지 자체가 보통 화학반응보다 수백만 배 강하기 때문이에요. 예를 들어 1kg의 우라늄-235가 완전히 분열되면 약 2만 톤의 TNT 화약과 맞먹는 에너지를 내는데, 이는 석탄이나 석유 같은 화학연료로 같은 에너지를 얻으려면 수백만 배의 질량이 필요한 셈이에요. 실제 원자력 발전소에서는 핵분열로 나온 열을 이용해 증기를 만들고 터빈을 돌려 전기를 생산하며, 핵무기는 이 연쇄반응을 순식간에 폭발적으로 일어나게 해서 파괴력을 극대화해요. 핵융합은 아직 상용화되지 않았지만 국제핵융합실험로(ITER) 같은 프로젝트에서 연구가 진행 중이며, 핵분열과 달리 방사성 폐기물이 적고 원료가 풍부하다는 장점이 있어요.

Answer 2

무게가 무거운 원자핵이 중성자와 충돌하면서 발생하는 에너지를 핵분열이라고 합니다.

우라늄이 그런 조건에 잘 맞아요.

해서 주로 우라늄을 이용합니다.

우라늄으로 핵분열을 일으키면 여기서 플루투늄이 생성됩니다.

이게 핵무기의 원료로 쓰입니다.

우리늄보다 플루투늄이 더 위력이 높고 관리도 편하고 해서 거의 대부분의 핵무기난 플루투늄으로 만듭니다.