Chemistry/생활 속 화학

핵화학 | 원자핵

곰뚱 2021. 1. 9.

원자핵(nuclei)은 원소의 원자번호와 같은 수의 양성자와 질량수에서 원자번호를 뺀 값과 같은 수의 중성자를 포함하고 있다. 핵종(nuclide)은 편의상 어떤 특정한 원자번호와 질량수를 가진 핵의 종류를 말한다. 예를 들면 는 하나의 핵종이다. 그리고 핵자(nucleon)는 양성자와 중성자를 합쳐서 부르는 말이다.

원자핵은 원형 또는 계란과 비슷한 모양이고, 핵 반지름은 보통 10^{^-12}cm보다 약간 작으므로 원자의 반지름보다 약 10,000배 정도 작다. 핵력(nuclear force)이란 핵자 사이의 인력으로 양성자들 사이, 중성자들 사이 혹은 양성자와 중성자 사이에 작용한다. 양 전하를 띤 양성자와 전하를 띠지 않은 중성자를 강하게 결합시킬 수 있는 핵력은 전자와 양성자 사이의 Coulomb 힘보다 훨씬 강하다. 이러한 핵력은 대단히 강하지만 10^-13cm의 아주 좁은 거리에만 미친다.

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[그림 1]에서 위치에너지는 양성자가 중성자나 양성자에 접근함에 따라 변하는 것을 보여준다. 왼쪽 그림에서 Coulomb 반발은 두 양성자 사이에서 약 10^-13cm 거리에 도달할 때까지 작용하고 다음에 핵의 인력이 작용한다. 오른쪽 그림에서는 10^-13cm의 거리에 도달할 때까지 양성자와 중성자(혹은 두 중성자)사이에 아무런 힘도 작용하지 않는다.