수소 폭탄의 원리에 사용되는 핵융합 반응과 원자 폭탄의 핵분열 반응의 차이점은 무엇인가요?
안녕하세요. 핵반응은 크게 핵융합과 핵분열로 나뉜다고 알고 있는데요, 이때 수소 폭탄의 원리에 사용되는 핵융합 반응과 원자 폭탄의 핵분열 반응의 차이점은 무엇인가요?
안녕하세요. 네, 질문해주신 것과 같이 핵반응은 크게 핵분열과 핵융합으로 나뉘는데요, 이는 원자 폭탄과 수소 폭탄의 원리를 구분하는 핵심적인 차이라고 할 수 있습니다. 우선 원자폭탄은 핵분열 반응에 기반하고 있는 경우인데요, 우라늄-235나 플루토늄-239 같은 무거운 원자핵이 느린 중성자를 흡수하면 두 개의 중간 크기의 원자핵으로 쪼개지면서 2~3개의 중성자와 함께 막대한 에너지를 방출합니다. 이때 새로 나온 중성자가 다시 다른 무거운 핵을 분열시키며 자기 증폭적인 폭발이 일어나는 것입니다. 다음으로 수소 폭탄과 같은 경우에는 핵융합 반응에 기반하고 있는 경우인데요, 수소의 동위원소인 중수소(²H)와 삼중수소(³H) 같은 가벼운 원자핵이 서로 융합하여 더 무거운 원자핵을 형성하면서 에너지를 방출하게 됩니다. 양성자와 같은 양전하 핵들이 전기적 반발력을 극복하고 가까워지려면 태양 중심부처럼 수천만~수억 도의 초고온·초고압 환경이 필요하며 이러한 극한 조건을 만들기 위해 먼저 핵분열 폭탄을 기폭 장치로 사용해 엄청난 온도와 압력을 형성하고, 그 다음에 핵융합 반응이 유도되는 것입니다. 감사합니다.
안녕하세요. 김찬우 전문가입니다.
저도 한때 수소폭탄과 원자폭탄의 차이가 궁금해서 찾아본적이 있습니다.
공통점은 둘다 핵반응을 사용해서 만들어진 폭탄이긴 하지만 근본 원리와 부산물이 다릅니다.
원자폭탄의 경우는 무거운 원자핵에 중성자를 충돌시켜 이 원자핵이 부숴지면서 만들어지는 연쇄적인 에너지를 사용하는 폭탄입니다. 원료는 우라늄과 플루토늄 입니다.
수소폭탄의 경우는 핵융합 원리를 사용하는데 가벼운 원자핵들이 높은 온도와 압력에서 서로 합쳐지면서 더 무거운 원자핵으로 만들어질때의 에너지를 폭탄에 사용합니다.
수소의 동위원소인 중수소와 삼중수소를 사용하는데 초고온/고압 상태에서 헬륨이 만들어지면서 줄어든 질량만큼의 에너지가 발생합니다.
초고온 초고압의 환경을 만들기 위해 원자폭탄을 사용하기에, 원자폭탄보다 수소폭탄이 훨씬 강력하며 방사성 물질은 상대적으로 덜 만들어지게 됩니다.
그럼 답변 읽어주셔서 감사드립니다~! 더 궁금한게 있으시면 언제든지 문의 주십시요:)
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