지구상에 있는 일반적인 물질들과 다르게 핵이라는 물질만 왜 같은 질량이더라도 에너지의 방출량이 지나치게 높은가요?
지구상에 있는 일반적인 물질들과 다르게 핵이라는 물질만 왜 같은 질량이더라도 에너지의 방출량이 지나치게 높은가요? 어떤 성질 때문인가요?
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안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.
핵이라는 물질은 일반적인 물질과 달리 원자핵 내부에 포함된 양성자와 중성자 등의 입자들 사이에 매우 높은 에너지 상태를 가지고 있습니다. 이는 핵 내부의 입자들 사이에 서로 매우 강한 인력이 작용하기 때문이며, 이러한 인력은 핵력이라고 불립니다. 핵력은 전자나 양성자 등의 전하를 가진 입자들 사이에 작용하는 전자기력과는 달리 극도로 짧은 거리에서만 작용하며, 매우 높은 에너지를 전달할 수 있습니다. 이러한 핵력으로 인해 핵 내부의 입자들은 서로 끌어당겨서 더욱 강하게 묶이게 되며, 이러한 과정에서 매우 높은 온도와 압력이 발생합니다. 이러한 과정에서 핵 내부에서 에너지가 방출되면서, 이는 지나치게 높은 에너지를 방출할 수 있는 원인이 됩니다. 이러한 원리는 핵분열 원자로에서 에너지가 방출되는 원리와 유사합니다.
안녕하세요. 김학영 과학전문가입니다. 핵이라는 물질은 없습니다. 원자력 발전은 원자핵의 분열에 의해 발생하는 에너지를 이용하는 원리로 원자력 발전에 사용되는 주요 핵물질로는 우라늄-235(U-235)과 플루토늄-239(Pu-239)이 있습니다.
우라늄은 원자핵 분열 과정에서 중성자를 흡수하고 분열이 잘 일어나는 물질로, 이 때문에 핵분열 연쇄반응의 주요 연료로 사용됩니다.