우라늄 원자는 어떻게 분열하면서 에너지를 방출하나요?

Question

원자력발전이 우라늄235의 핵분열로 에너지를 얻는다고 배우는데, 원자핵이 쪼개지는 과정에서 왜 이렇게 막대한 에너지가 방출되는지 그 원리가 궁금합니다.

Answer 1

안녕하세요. 이동호 전문가입니다.

우라늄-235 원자핵이 중성자 하나를 흡수하면 매우 불안정한 상태가 되고, 결국 두 개의 더 작은 원자핵으로 쪼개집니다. 이떄 추가로 2~3개의 중성자도 방출됩니다.

큰 에너지가 나오는 이유는 핵분열 전후의 질량에 아주 작은 차이가 생기기 떄문입니다.

사라진 것처럼 보이는 질량은 아인슈타인의 공식 E=mc2에 따라 에너지로 변환됩니다.

빛의 속도(c)를 제곱한 값이 매우 크기 때문에 아주 작은 질량 차이도 막대한 에너지가 됩니다.

방출된 에너지 대부분은 핵분열 생성물의 빠른 운동에너지로 나타나 주변 물질과 충돌하면서 열에너지로 바뀝니다.

원전은 이 열로 물을 가열해 증기를 만들고 터빈과 발전기를 돌려 전기를 생산하는 것이지요.