핵분열

핵분열(Nuclear Fission, 核分裂)

하나의 무거운 원자핵이 두 개 이상의 가벼운 원자핵으로 쪼개지는 현상을 말한다. 1938년 오토 한과 프리츠 슈트라스만이 발견하였으며, 이 과정에서 막대한 양의 에너지가 방출된다. 현대 사회에서 인류의 주요 에너지원인 원자력 발전의 핵심 원리이자, 인류 역사상 가장 강력한 무기인 핵무기의 기본 원리이기도 하다.

일반적으로 우라늄-235나 플루토늄-239와 같은 불안정한 무거운 원소에 저속 중성자를 충돌시켜 발생시킨다. 중성자를 흡수한 원자핵은 극도로 불안정해지며 두 개의 다른 원자핵(분열 생성물)으로 갈라지는데, 이때 질량 결손이 발생하며 E=mc2 공식에 따라 엄청난 에너지가 열과 빛의 형태로 쏟아져 나온다.또한 분열 과정에서 2~3개의 새로운 중성자가 방출되는데, 이 중성자들이 주변의 다른 원자핵을 다시 타격하며 발생하는 현상을 연쇄 반응(Chain Reaction)이라고 한다. 원자력 발전소에서는 제어봉을 통해 이 속도를 조절하여 평화적으로 에너지를 얻고, 핵폭탄은 이 반응이 순식간에 기하급수적으로 일어나도록 설계된 것이다.