원자에서 핵폭발로
목차 › 제1장 쪼개지는 핵
핵분열
첫 분열 직전 → 1억분의 2초 · 회색 구슬 하나가 들어가면 원자핵이 둘로 갈라지고, 조금 가벼워진다
3D로 보기장면별 이야기 (2)
원자핵이 둘로 갈라진다
왼쪽에서 회색 구슬 하나가 날아와 원자핵에 박힌다. 원자핵은 물방울처럼 출렁이다 길쭉해지고, 가운데가 잘록해지더니 둘로 갈라진다. 큰 조각과 작은 조각, 그리고 회색 구슬 3개가 튀어 나간다. 이렇게 원자핵이 쪼개지는 것을 "핵분열"이라고 한다.
왜?회색 구슬은 밀어내는 힘을 받지 않아서 원자핵 안으로 쉽게 들어간다. 겨우 붙어 있던 원자핵은 구슬 하나만 더 들어와도 버티지 못한다.
더 알기갈라지는 모양은 매번 다르다. 화면은 바륨(구슬 141개)과 크립톤(구슬 92개)으로 갈라진 경우다. 튀어 나오는 회색 구슬은 평균 2~3개다.
이 장면을 3D로 보기 →조금 가벼워졌다
쪼개기 전과 뒤를 저울에 달아 보자. 구슬 수는 양쪽 다 236개로 같다. 그런데 쪼갠 뒤가 아주 조금, 약 1,300분의 1만큼 가볍다. 사라진 무게는 없어진 것이 아니라 빛과 열로 바뀌었다. 핵폭탄의 에너지는 여기서 나온다.
왜?아인슈타인은 무게가 에너지로 바뀔 수 있다는 것을 밝혔다. 아주 작은 무게도 엄청난 에너지가 된다. 히로시마 폭탄에서 사라진 무게를 모두 모아도 약 0.7 g, 1원짜리 동전 하나 무게다.
더 알기이 관계를 E = mc² 라는 식으로 쓴다. 저울의 기울기는 보이도록 크게 과장했다.
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Wikipedia: Nuclear fission · Wikipedia: Mass–energy equivalence
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.