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[영상] 핵은 어떻게 강력한 힘을 낼 수 있을까?

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[영상] 핵은 어떻게 강력한 힘을 낼 수 있을까?

2017.09.04 14:25

지난 3일 북한이 6차 핵실험을 강행하면서 전세계가 발칵 뒤집혔습니다. 미국 같은 강대국들조차 북한의 핵실험에 민감한 반응을 보이고 있습니다.

 

이유는 북한이 핵폭탄을 만들어낼 수 있기 때문입니다. 핵폭탄은 현존하는 무기 중에서 가장 강력한 무기입니다.

 

핵은 어떻게 그렇게 강력한 힘을 낼 수 있을까요? 또 북한이 개발에 성공했다고 주장하는 수소폭탄은 핵을 어떻게 이용하는 것일까요? 과학동아Q 그래픽을 함께 보시죠.

 

 

현재 개발된 무기 중에서 가장 강력한 무기를 꼽으라면 핵폭탄일 것입니다.

 

핵이라는 단어 자체가 아주 강력하다는 의미로 사용되기도 하죠.

 

그렇다면 핵은 어떻게 그렇게 강력한 힘을 낼 수 있을까요?

 

그 이유는 핵이 분열하면서 어마어마한 에너지를 내기 때문입니다.

 

핵분열에는 우라늄 235 원자핵을 사용하는데요, 우라늄 235 원자핵 1개가 분열하면 약 200MeV(메가전자볼트), 즉 2억 전자볼트의 에너지가 나옵니다.

 

이는 같은 무게의 석유나 석탄이 탈 때보다 약 200~300만 배 많은 에너지입니다.

 

그렇다면 우라늄 235 원자핵은 어떤 과정을 거쳐 분열되는 것일까요?

 

양성자와 중성자, 전자로 이뤄진 우라늄 235 원자핵에 중성자를 충돌시키면, 원자핵은 중성자 일부를 흡수하며, 둘로 쪼개집니다.

 

이렇게 쪼개지는 과정에서 많은 열에너지가 생기고, 2~3개의 중성자가 나오죠.

 

방출된 중성자는 또 다른 우라늄 235 원자핵에 흡수되고, 이 과정이 반복되면서 핵분열 연쇄반응이 일어납니다.

 

자연적으로 존재하는 우라늄 광석은 폭발하지 않습니다. 우라늄의 99% 이상이 비분열 물질인 우라늄 238이기 때문입니다. 분열을 일으키는 우라늄 235는 1% 이하입니다.

 

우라늄 235를 순도 90% 이상으로 농축시켜 강력한 폭발을 일으키게 만들면 핵폭탄이 됩니다. 원자력 발전에서는 우라늄 235를 2~5%만 농축시켜 사용하죠.

 

핵분열과 함께 핵융합도 자주 언급되죠. 핵융합은 핵분열과 반대되는 현상입니다.

 

두 개의 원자핵이 충돌하면서 새로운 하나의 무거운 원자핵으로 융합하고, 이 과정을 되풀이하면서 엄청난 양의 에너지를 생성합니다.

 

지구의 에너지 공급원인 태양은 핵융합을 이용해 끊임없이 에너지를 만들어냅니다. 무기 중에서는 수소폭탄이 핵융합 원리를 이용합니다.

 

에너지원과 폭탄 사이, 핵에너지는 반드시 인류를 위해 안전하게만 사용돼야 할 것입니다.

 

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