원자에서 핵폭발로
목차 › 제1장 쪼개지는 핵
원자핵
터지기 전 · 우라늄 원자핵은 구슬 235개가 겨우 붙어 있는 덩어리
3D로 보기장면별 이야기 (2)
우라늄 원자핵의 구슬
우라늄 원자핵의 구슬을 두 무더기로 나눠 세어 보자. 빨간 구슬 92개, 회색 구슬 143개, 모두 235개다. 그래서 이 우라늄을 "우라늄-235"라고 부른다.
왜?구슬이 이렇게 많은 원자핵은 드물다. 그리고 큰 원자핵일수록 겨우 붙어 있다. 그 까닭은 다음 장면에서 본다.
더 알기같은 우라늄이라도 회색 구슬이 146개인 우라늄-238은 잘 쪼개지지 않는다. 실제 원자핵 속 구슬은 늘 움직이며 겹쳐 있지만, 화면은 세기 쉽게 그렸다.
이 장면을 3D로 보기 →밀어내는 힘, 붙잡는 힘
빨간 구슬 두 개를 가까이 대 보자. 빨간 구슬끼리는 서로 밀어낸다(빨간 화살표). 그런데 맞닿을 만큼 가까워지면, 훨씬 센 붙잡는 힘(초록 화살표)이 둘을 붙인다. 이 힘은 조금만 떨어져도 사라진다. 그래서 구슬이 235개나 되는 큰 원자핵은, 양쪽 끝의 구슬끼리 서로 붙잡지 못해 겨우 붙어 있다.
왜?찍찍이(벨크로)는 맞닿아야만 붙는다. 붙잡는 힘도 그렇다. 반면 밀어내는 힘은 약해지기는 해도 멀리까지 닿는다. 그래서 큰 원자핵은 조금만 건드려도 흔들린다.
더 알기빨간 구슬끼리 밀어내는 까닭은 둘 다 같은 + 전기를 띠기 때문이다. 붙잡는 힘을 "강한 핵력"이라고 부른다. 화살표 길이는 계산한 값이고, 붙잡는 힘은 실험에 맞춘 개략값이다.
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Wikipedia: Uranium-235 · Wikipedia: Nuclear force
시리즈의 다른 작품
폭발 효과(불덩이·충격파·화상 범위·버섯구름)는 Glasstone & Dolan 『The Effects of Nuclear Weapons』(1977)의 축척 공식으로 계산한 개략값입니다. 실제 피해는 지형·날씨·건물에 따라 크게 다릅니다. 무기를 만드는 방법은 다루지 않습니다.