핵 결합 에너지
원자핵의 질량은 분리된 양성자와 중성자의 합보다 약간 작다. 그 없어진 질량은 사라진 것이 아니라, 핵을 묶어 두는 결합 에너지가 되었다. 철의 핵이 어떤 원소보다도 가장 단단히 결합되어 있으며, 그래서 가벼운 핵을 융합시키든 무거운 핵을 분열시키든 모두 철을 향해 가며 에너지를 방출한다.
E = Δm · c²
- E — 결합 에너지 (J): 핵을 묶어 두기 위해 방출되거나 필요한 에너지
- Δm — 질량 결손 (kg): 분리된 양성자와 중성자와 비교해 없어진 질량
- c — 빛의 속도 (m/s): 약 3×10⁸ m/s인 거대한 상수
어떤 핵이 분리된 양성자와 중성자에 비해 0.01 kg의 질량이 부족하다. 그 질량 결손은 얼마의 결합 에너지에 해당합니까?
- Δm = 0.01 kg
- c = 3×10⁸ m/s
- E = Δm · c²
- E = 0.01 kg · (3×10⁸ m/s)²
E = 9×10¹⁴ J