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분야
hwp1. 노벨상 관련 주제
2. chain reaction
3. 원자력 발전VS 원자 폭탄
Ⅱ. 인간 페르미에 대해서
1. 간략하게 알아보는 페르미 약력
2. 페르미의 특성
3. 페르미의 주변 인물
Ⅲ. 페르미 미국으로 이민가다.
Ⅳ. 페르미가 원폭 계획을 지지한 이유
Ⅴ. 엔리코 페르미의 과학적 업적들이 갖는 인문학적 의의
1. 인간의 무한한 가능성
2. 미시적 사건이 거시적 사건으로
3. 양면성
VI. 인간 페르미에게로부터 배워야 할 점
1. 매우 가정적이었다.
2. 자신의 생활 규칙을 항상 지켰다.
3. 코르비노 교수의 성급한 발언
Ⅶ. 과학자가 인문학적 지식을 갖춰야 하는 이유 = 과학자의 사회적 책임
1. 노벨상 관련 주제 -
중성자에 의한 인공방사성 원소의 연구
페르미는 퀴리 부인과 달리 중성자 중에서도 느린 중성자를 여러 원자 핵에 충돌 시키면서
베타 붕괴를 재확인합니다. 베타붕괴란 중성자가 원자핵의 양성자와 충돌하면서 그 중성자가 다시 양성자와 전자로 분해되는 과정입니다. 그때 전자는 핵바깥으로 튕겨져 나오는데 이것이 베타선의 형태로 방출되어 베타붕괴입니다. 그러면 중성자가 분해되어 만들어진 양성자는 어디로 갈까요? 양성자는 핵속에 그대로 남아 원자량을 높이는 즉 원자 번호가 하나 높아진 동위원소가 제조되는 것입니다. 페르미는 온갖 원소로 이 실험을 하다가 그때까지 자연 상태로 가장 원자량이 큰 즉 무거운 우라늄을 시도합니다. 우라늄에서의 위의 베타붕괴 과정을 성공하고 만들어진 무거운 원소를 초우라늄 원소라 부르고 그것이 우리가 말하는 우라늄 핵분열 즉 핵폭탄의 제조원리가 된 것입니다.
2. chain reaction
♠ 기하 급수적 폭발의 원리
한개의 우라늄 원자핵이 중성자에 의해 분열하면 2 108eV의 에너지를 냅니다. 1개의 TNT분자가 30eV의 에너지를 내는 것과 비교하면 엄청나게 큰 양이죠.(약 6백6십6만배 차이)핵분열이 일어난 후, 분열 부산물의 질량과 중성자의 질량을 합하면 원래의 우라늄 질량보다 작습니다.
분열 전의 질량 > 분열 후의 질량
이 작은 차의 질량 결손은 Einstein의 공식 E=mc 에 의해 엄청난 에너지를 생산합니다. 핵 분열에서 나오는 에너지는 분열 부산물의 운동 에너지로 나옵니다. 그리고 이중의 일부는 중성자를 생성하는데 사용되고 남은 부분은 감마선(r -ray)으로 나옵니다.
과학자들은 이런 핵분열에 대단한 충격을 받았습니다. 왜냐하면 핵분열시 엄청난 에너지가 나올 뿐만 아니라 중성자가 생성되기 때문입니다. 보통 1개의 중성자가 핵분열을 일으킬 때 방출되는 중성자는 대략 2~3개쯤 됩니다. 새롭게 방출된 중성자가 다른 핵에 핵분열을 일으킨다면 다시 8~27개의 중성자를 만들므로 연쇄적으로 핵분열을 일으킬 수 있습니다. 즉, 연쇄반응이 가속적으로 일어나는 것입니다.
그러나 자연계에서는 핵분열이 일어나지 않습니다. 사실상 연쇄반응은 우라늄의 희귀한 동위원소인 235U에서만 가능하고 이것은 우라늄 금속의 0.7%밖에는 존재하지 않기 때문입니다. 따라서 우라늄 금속의 대부분을 차지하고 있는 238U은 중성자를 흡수하고 또, 238U은 핵분열을 일으키지도 않습니다. 따라서 연쇄반응이 불가능해집니다.