특수 상대성이론에서요 핵 융합시 속도가 느려지는것도 아닐테고, 질량이 작아지는것도 아닌데 왜 질량결손이 일어나나요?

Question

안녕하세요

특수 상대성이론에서요

핵 융합시 속도가 느려지는것도 아닐테고,

질량이 작아지는것도 아닌데 왜 질량결손이 일어나나요?

Answer 1

안녕하세요.

핵 융합 과정에서 발생하는 질량 결손(mass defect)은 특수 상대성이론에 의해 설명될 수 있습니다. 이 현상을 이해하기 위해서는 에너지와 질량의 등가성을 고려해야 합니다. 핵 융합은 두 개 이상의 가벼운 원자핵이 결합하여 더 무거운 원자핵을 형성하는 과정입니다. 태양을 예로 들어본다면, 수소 원자핵이 융합하여 헬륨을 형성하며, 이 과정은 엄청난 양의 에너지를 방출합니다. 핵 융합 과정에서 관찰되는 질량 결손은 초기 원자핵의 총 질량과 융합 후 생성된 원자핵의 질량 사이에 차이가 있기 때문입니다. 이 차이가 바로 결손된 질량입니다.
융합 과정에서 두 원자핵이 하나의 더 큰 핵으로 결합할 때, 이들의 결합 에너지가 변화합니다. 결합 에너지는 원자핵을 구성하는 입자들을 함께 묶어 두는 데 필요한 에너지로, 이 에너지가 더 크면 원자핵은 더 안정해집니다. 융합이 일어날 때, 일반적으로 결합 에너지가 증가하며, 이 과정에서 에너지가 방출됩니다. 특수 상대성이론에 따르면, 이 방출된 에너지는 결손된 질량과 등가입니다.