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질문 핵분열&핵융합 에대해. (수소,원자,핵폭탄관련)
xorr**** 조회수 8,490 작성일2005.09.17

안녕하세요.

저는 중2학생입니다.

제가 과학에 관심이 많아서요.

핵분열에대해 알고싶습니다.

그리고 물에서 수소를뽑는과정.

 

①핵폭탄이 폭발하는과정과 수소,원자폭탄도.

(핵융합,핵분열과정과 원리)

 

②리고 EMP 에너지가 나오는폭탄(전자기기를 망가뜨리는폭탄)은 뭔지.

(비행기로 떨어뜨릴수없는폭탄)

 

③E=MC^2에대하여 (이론으로 심오하게 써주시면감사)

 

④핵폭탄의 위력단위(메가톤,킬로톤)에대하여 쉽게설명좀..

ex)서울은 ??메가톤급 핵폭탄이면 사라집니다

 

⑤핵이터지고난뒤 상황

(후폭풍인가 그거랑 핵이터지고나는 최초의 생물)

 

음.. 중학생이라고 생각하며 쓰지마시구요..

최대한 심오하게

 

힘드시면 4번은 빼셔두 되요^^;;

 

※무분별하게 퍼오는 행위는 하지맙시다..

 

내공은 문제만큼이나 100걸었습니다..

 

그리고 핵분열,융합은 학교과정에서 제 배우는지 좀 알려주시면 감사해요~^^

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2 개 답변
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borw****
중수
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1.핵분열... 과 핵폭탄.

모든 물질을 구성하는 원자는 양자와 중성자로 되어있는 원자핵과 그 주위를 돌고 있는 전자로 구성되어 있다. 우라늄과 같이 무거운 원자핵이 (감속재(물)로 인해서 속도가 느려진) 중성자를 흡수하면 원자핵이 쪼개지는데, 이를 핵분열이라고 한다. 원자핵이 분열할 땐 많은 에너지와 함께 2∼3개의 중성자가 나온다. 그 중성자가 다른 원자핵과 부딪치면 또다시 핵분열이 일어나고, 이런 식으로 계속해서 핵분열이 이어지는 것이 핵분열 연쇄반응으로, 이 과정에서 생기는 에너지가 핵에너지다.

 

 

원폭·핵폭탄 또는 분열폭탄이라고도 한다. 사용되는 핵분열물질의 종류에 따라 우라늄폭탄과 플루토늄폭탄으로 나뉘며, 큰 것에는 TNT 폭약의 수백t에 해당하는 폭발력을 내는 것부터 kt급의 위력을 내는 것에 이르기까지 여러 가지 크기의 것이 있다.

일반적으로 군사목표에 대한 전술용으로 사용되며, 소형의 것은 제1선의 전투용으로도 사용된다. 인류 최초의 원자폭탄은 1942년 맨해튼 계획에 따라 미국 뉴멕시코주(州) 로스앨러모스의 원자폭탄연구소에서 개발되었다.

1945년 7월 16일 뉴멕시코주 남부 앨러머고도 근처 사막 트리니티의 시험 폭파를 거쳐 8월 6일 일본 히로시마[廣島]에 우라늄 235 폭탄, 9일은 나가사키[長崎]에 플루토늄 239 폭탄이 투하됨으로써 세상에 공개되었다.

이 폭탄의 투하로 히로시마에서는 34만 3000명의 인구 중에서 약 7만 명이 사망, 13만 명이 부상, 완전히 연소·파괴된 가옥 6만 2000호, 반소 또는 반파가옥 1만 호, 이재민 10만 명을 냈고, 나가사키에서는 사망 2만 명, 부상 5만 명, 완전연소 또는 파괴가옥 2만 호, 반소 또는 반파가옥 2만 5000호, 이재민 10만 명을 냈다. 또한 이 폭탄으로 일본의 항복이 촉진되고, 제2차 세계대전을 앞당겨 끝내는 효과도 거두었다.

1949년 9월 24일 소련에서도 원자폭탄을 보유하고 있음이 발표되었고, 1952년 10월 3일에는 영국이 몬터벨로 군도에서 원폭 실험에 성공하였고, 1960년 2월 13일에는 프랑스가 사하라사막에서 실험에 성공하였으며, 뒤이어 중국·인도·남아프리카공화국 등에서도 원자폭탄을 보유하게 되었다.

2.EMP에 대한 답변

 

EMP파가 터지면 중요한 회로(슈퍼컴터, 발전소)등등의 것들은 전자차폐를 이용해서 안전하긴 하지만, 전자 차페가 비싸서

 

가전제품은 다 고장나고요, 군사 목적으로 만든 미사일, 탱크, 자동차, 헬기, 비행기, 손목시계, 야시경 등등 모두 고장납니다.

 

잠수함은 물속에 있어서 제외입니다...

 

하튼 EMP폭탄 제조 할 수 있는나라가 중국, 미국 이 두나라 뿐인데요...(핵도 EMP일으킵니다. 핵은 30km내에 있는 모든 전자제품을 작동을 멈추게 한다지요;;)아마도 미치지 않고서야 우리나라에 핵이나 EMP날릴일은 없습니다;;;

 

또 EMP가 무서운건 지하에 있어도 안전치 않다는 겁니다. 아무리 땅굴을 파고 들어가도 X-선보다 파장이 훨씬 긴 EMP는 물 빼고는 다 들어가서 회로와 퓨즈를 아주 복구 불능하게 끊습니다.

 

 A/S가 불가능 하냐고 물으셧는데요;; 사실 불가능합니다. 사람으로 치자면 혈관을 하나하나 다 끊어 놓은것인데, 이미 살리기엔 늦었지요;;;

 

형광등, 백열등 모두 전력 나가고요, 일단 전기를 사용하는 물체는 모두 먹통됩니다.(미국이 북한에 이거 쏠지도 모르는 일이죠;;그럼 북한은 뭔일인지도 모르고 속수무책으로 당할겁니다...)

 

3번 E=MC^2

아인슈타인의 E = mc2 이라는 자연법칙의 공식이 있음을 많은 이들이 알고 있다. 그것은 단순한 물리 공식에 그치는 것이 아니라, 자연계의 물질과 에너지가 물리적으로 등가여서 질량을 갖는 모든 물질이 에너지로 전환될 수 있다는, 인간이 찾아낸 최고의 자연법칙 중의 하나이다. 예를 들어 활자로 찍혀 있는 마침표 하나에만 은하계에 있는 별들보다 더 많은 수의 양성자가 들어 있는데, E = mc2 아인슈타인 공식에 의하면 그런 양성자 하나의 5분의 1에 해당하는 질량이 200 MeV 에너지에 해당한다. 그렇다면 이론적으로는 이 현대불교신문 한 장의 질량은 어림잡아 전 세계 인구가 쓸 수 있는 에너지를 낼 수 있다는 계산이 나오게 된다. 물론 모든 물질이 에너지로 전환되는 것이 아니다. 고도로 불안정한 상태의 우라늄이나 플로토니움 같이 질량값이 큰 원자만이 아인슈타인 공식을 현실에서 응용하는데 쓰일 수 있다.

그런데 이 공식이 나오게 된 이론적 배경이 흥미롭다. E = mc2 아인슈타인 공식은 질량이 에너지로 전환된다는 것뿐만이 아니라 에너지가 질량으로 전환될 수 있다는 뜻도 포함한다. 그래서 이를 질량과 에너지의 등가법칙이라고 말한다. 질량과 에너지는 하나이고 가시적인 물질과 비가시적인 에너지가 하나라는 뜻이다. 이러한 생각은 사실 아인슈타인이 등장하기 200년 전에 이미 화학자인 라부아지에에 의해서 형성되었다. 이것이 바로 에너지 보존법칙이라는 것이다.

라부아지에는 20년 동안 하루 6시간 이상을 금속의 녹이 나는 실험 관찰에 몰두하면서 에너지가 보존된다는 생각을 확고히 했다. 그는 폐쇄된 공간 안에서 녹이 슬기 이전의 금속과 녹이 난 후의 금속의 질량을 정밀한 저울을 통해서 비교하였다. 녹이 스는 현상은 금속 산화현상으로서 일종의 화학반응이다. 금속이 녹이 슬면 슬수록 그 원래의 금속의 질량은 당연히 줄어 들 것이다. 그러나 녹이 슬면서 나오는 산화열을 고려하고, 녹의 질량 그리고 남아 있는 금속의 질량을 합하면 원래의 금속 질량과 같다는 실험값을 얻어내었다. 결국 화학반응 이전과 반응과정 이후의 전체 질량의 값은 같다는 결론을 라부아지에는 내렸다. 아인슈타인은 이런 라부아지에의 생각을 이어 받았고, 에너지가 보존되는 체계를 실험실 안에서 이루어지는 폐쇄된 체계가 아니라 광대한 우주 영역에 펼쳐 놓았다.

에너지 보존법칙은 우주에 존재하는 모든 물질 에너지가 없어지거나 새로이 생성되는 것이 없이, 그 전체 총량이 일정하다는 것이다. 그래서 내가 아는 물질 체계에서 물질이 없어졌다는 것은 실제로는 없어진 것이 아니라 다른 물질 체계로 옮겨진 것일 뿐이며, 새로이 생겼다는 것은 다른 체계에서 전이해 온 것일 뿐이다. 그런데 그 전이과정에서 물질이 전이되어지는 그러한 물질 형태는 가시적이고 부피를 지닌 질량 물질이 아니라 에너지 형태를 띄게 된다. 그래서 에너지 보존법칙이라고 말한다. 그때 에너지 총량이 보존되는 체계는 국지적인 체계가 아니라 우주 총합적인 전체계를 말한다. 그러나 우리는 우주 총합적인 전체계가 어디까지인지 그리고 얼마나 큰지를 알고 있지 못하다. 우리는 우주의 크기를 모르고 있기 때문이다. 그래서 우리는 우리가 살고 있는 이 작은 지구 체계 속에서 생성과 소멸을 말하고 있지만 전체 우주계의 차원에서 본다면 생성되는 것도 없고 소멸되는 것도 없다.

장작이 타고 없어진다고 말하지만 원래의 장작과 장작이 타면서 발생하는 열과 재 그리고 남은 숯의 에너지를 합하면 원래 장작의 잠재 에너지 값과 같은 것이다. 그 화려하던 황제의 몸도 죽지 않는 것이 없으며, 죽으면 썩을 뿐이다. 사람이 죽어 썩고 나면 그 사람은 없어졌다고 말하지만 그 사람의 원래 에너지의 값과 썩으면서 생긴 산화열, 그리고 그 살을 파먹은 벌레와 곰팡이의 신진대사 에너지 등을 모두 합하면 원래의 사람 에너지와 같은 것이다. 썩고, (요구르트가) 발효하고, (식혜가) 삭고, (메주가) 뜨고, 곰팡이 나고, 녹슬고, 불에 타며, 화학적인 산화반응에, E = mc2 의 과정을 통해 핵분열 하는 등등은 모두 같은 자연의 현상이며 단지 산화하는 속도의 차이일 뿐이다.(물론 핵분열 과정은 좁은 의미의 산화과정이 아니다) 이런 현상이 폐쇄계에서 일어날 때 물질이 전환되거나 소멸한다고 말하기도 한다. 그러나 따지고 보면 이런 전환과 소멸은 단지 에너지의 전이 현상에 지나지 않는다.

결국 에너지의 입장에서 본다면 모든 물질 세계는 생성되는 것도 없고 소멸되는 것도 없다. 단지 다양한 물질의 옷을 갈아입고 나타나는 우주 연극의 배우들일 뿐이다. 그래서 우리가 우주라는 극장 객석에 앉아 있을 수 있다면, 생성과 소멸에서 오는 인간의 집착이라는 색안경을 벗어버릴 수 있을지도 모른다.

4번과 5번..

서울에 1메가톤급 핵폭탄이 떨어지면...

1mt규모의 핵폭탄이 터졌을 경우의 시나리오입니다
1mt으로 정한건 일반적인 전략핵폭탄의 기본 크기이며,
말 그대로 전략핵폭탄인 만큼 도시들을 겨냥하고 있기때 문이죠

오후 1시 서울시 중구 서울시청상공 ( 2500고도 ) 에 1mt전략핵폭탄 직격..

1 - 열복사

서울시청을 중심으로 반지름 약 3km의 거리의 모든것이 폭발과 동시에
"증발"합니다
경복궁, 서울역, 을지로, 종로, 동대문, 연세대학교, 숙명여대, 용산구청,
북한 산 국립공원 일부가 태양의 약 1000배의 열로 약 1에서 2초간의 빛의 방출로인해
불에 타는 것이 아니라 순식간에 "증발"해버립니다
피해자들은 자신이 죽는지도 핵폭발이 일어났는지도 느낄수 없습니다

그냥 밝은빛이 카메라 후래쉬 터지듯 반짝한후 동시에 "증발"입니다
그리고 이 지역은 폭발에의한 화구를 생성하게됩니다

그와 동시에 전자장펄스(EMP)에의해 서울및 기타 인근도시의 모든 전자장비및
자동차 심지어 여러분의 손목시계까지 모두 작동을 멈춥니다

또한 약 7~9km떨어져있는 서울시립대, 성산대교, 동작대교, 국립묘지,
반포고속버스터미널, 미아삼거리, 동덕여대, 서대문 시립병원, 서부시외버스터미널 등의
모든 가연성으로 이루어진 모든것이 엄청난 열로인해 폭발의 중심지가 증발함과 거의
동시에
타기시작하며, 주위의 모든 사람들도 같이 타들어가기 시작합니다

이 지역의 사람들은 3도 화상을 입게되고 누출부위가 25%가 넘는 사람들은 몇초뒤
절명하며,
거의 이지역의 대부분인 운나쁜(?) 노출부위 25%미만의 사람들은 약 1분뒤
후폭풍이 다가올때까지 고통속에서 기다리게 됩니다

2 - 후폭풍

폭심지부터 약 3km의 불덩이가 생기며 엄청난 양의 산소를 태우게 됩니다
그리고 모자라는 산소를 주위에서 흡수하기 시작하는데
불타고 있는 폭심지 주변의 건물들이 산소를 빨아들이는 속도에 못견디고 대부분
폭심지 안쪽을 향해 붕괴합니다
그리고 몇초뒤 시속 1000km로 산소를 팽창시키는데 속도는 점점 느려져서
25초뒤에는 약 시속 400km 속력의 후폭풍이 동대문, 연세대, 숙명여대, 용산구청등에
도착하게되고,
그리고는 1분뒤에는 시속 350km의 속력의 후폭풍이 약 7~9km떨어져있는
서울시립대, 동작대교, 반포등지에 도착하게 됩니다. 후폭풍은 약 진도7의 지진의
파괴력으로
도시를 덮치는데, 지상의 모든 90%이상의 건물은 이 충격으로 파괴되고
모든 건물파편이나 유리파편은 조각조각나서 이부근의 사람들의 몸을 총알처럼 관통하여
살상하게되며, 더욱이 파편뿐만아니라 이 바람에 직접 노출되게되면 사람의 몸도
두동강이 납니다
또한 엄청난 열을 포함하므로 인근의 아스팔트도로들이 부글부글 끓게 됩니다

약 2~3분정도 경과하면 후폭풍은 과천시청, 정부종합청사, 서울랜드,
중부고속도로입 구, 카톨릭병원, 김포공항, 도봉산, 광명시청, 송파구, 부천역곡,
태릉선수촌,
구리 시, 미금시, 행주산성에까지 도달하며
이지역 역시 처음지역 지역보다는 덜하지만 후폭풍으로 인한 건물붕괴, 화재등을
일으키며,
이로인해 피해속에서 겨우겨우 생존해남아 건물밖으로 도망쳐온 생존자들에겐
화재선풍이라는 또하나의 재앙이 덮칩니다

제가 오후1시로 시간을 정한 이유는 이시간대에 일반적으로 불을 많이 사용하기때문에
핵폭발시에 더많은 피해를 내기때문입니다
직접적인 후폭풍의 범위는 말씀하시는 분마다 가지각색인데
약 반경 30km의 건물들을 파괴할 수 있다고 생각하시면 됩니다

결국 최악의 경우를 생각해보면 후폭풍이 인천, 의정부, 수원까지도 도달하여 건물을
파괴할수도 있습니다

3 - 선낙진피해

엄청난 후폭풍으로 인해 차량, 인간, 건물파편등이 공중으로 날아가는데
약 2~3km정도의 높이까지 올라갑니다
그 뒤 후폭풍의 영향으로 폭심지 멀리 떨어지는데 피해 예상지역은
인천, 안산, 수원, 용인, 동두천, 심지어 강화도까지 날아갑니다

대부분의 선낙진은 눈처럼떨어지는 뿌연 재인데, 앞서 언급한 차량, 인간, 건물파편등도
많은양 이 같이 떨어집니다

선낙진들은 엄청난 방사능을 띤 오염물질들인데
처음 열복사 내지 선낙진에 노출된사람은 2주내지 길게6개월 안에 사망하게 됩니다

4 - 후낙진피해

작고 가벼운 먼지 크기의 재들은 더 높이 올라가 바람을 타고
더 멀리 뿌려지게 됩니다
서울에서 터졌을시 후낙진은 무역풍을타고 일본까지 가게 됩니다

5 - 결과적으로 종합했을때

1차 열복사및 2차 후폭풍에 의해 서울의 모든 80~90%의 건물파괴 및
서울인구 천만명중 약 200만명은 찍소리한번 내보지도 못하고 즉사,
약 2백만명은 고통속에서 몸부림 치다 사망
그리고 약 300만명은 2주내지 6개월안에 사망하게 될것이며
교통마비, 수 돗물 중단, 전기 중단, 의료기관및 의료요원의 부족 속에서
사망자는 더욱더 늘어날 것입니다

또한 인근 주변도시 인천, 수원, 동두천, 의정부등은
열복사및 후폭풍에 의한 직접피해는 그나마 서울보다는 좀 덜할테지만
선낙진피해로인해 죽어가는 사람은 서울 못지 않을 것이며
전체적인 피해역시 약 60%이상의 인구가 직, 간접적인 피해로
6개월안에 사망할 것입니다

간단히 계산했을때 우리나라 인구중 천만에서 천이백만명정도가 사망할것입니다

그뿐만아니라 수도권 붕괴로 울나라 당장 후진국 되겠죠

방사능피해로 인해 사망하는 사람의 고통은
말로 다 표현 할수 없을 정도로 처참하며,
핵전쟁 후를 표현한 TTAPS보고서에서는 이를
산자가 죽은자를 부러워하는 세상 (The quick envy the dead)
라고 표현했습니다

말 그대로 살아남은 사람들은 살아남아 있는 자신의 운명을
저주 하며 죽음을 고통속에서 기다리는 시간만이 있을뿐입니다

2005.09.17.

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퍼온게 눈에띄네==;;

1.핵융합이란 말그대로 힘약한 사람들끼리 서로 우라늄통에 들어가서 강한 새로운 물질이

되는것을 뜻하죠 쉽게말해 일반상식으론1+1=2지만 핵융합원리에선1+1=3이 됩니다.

가벼운 물질들이 합쳐져 무거운 물질을생섭하기 때문이져

분열단계에서는 핵이 팽창함에따라서 말이져 처음 폭팔온도는 1억K정도가 됩니다.

하지만 사실상 태양의 만배에 가까이 되는 온도를 지키기는 어렵구요...

일단 열을 발생하기위해서 안간힘을 씁니다 핵은... 수소와 산소를 핵의중심 쉽게말해

안간힘을 씁니다 자신조차 소멸당하기 싫어서 산소와 수소를 빼앗으며 생기는 것이 바로 후폭풍 이라는 것인데...

후폭풍을 거쳐 존재하는 생명체는 없습니다. 간혹 어떤 이상한 희귀 박테리아 조차도

산소를 배앗기는데 살겟습니까/

2.EMP설마 그것까지 아실 줄이야 ....

EMP는 전자 기기를 망가뜨리기 보다는 아예 문명을 새로 올려야 합니다.

핵보다도 더 무서운 폭탄 이라고들 하져 ^^

어둠속에서 살고 싶겟습니까?

3.아인슈 타인이 내세운 공식입니다..

아인슈타인이 루즈벨트 대통령에게 원자설을 내세울때 그공식을 사용핬습니다.

말그대로 공식은 공식일뿐 아인슈타인도 공식믿다가.. 일본인 죽는것을 보고

후회햇져 ^^;

4.보통4메가톤이면 나라하나 지웁니다-_-;기호는 Mt이고. 핵폭탄의 폭발위력을 나타낼 때 쓰이며, 1Mt은 TNT 100만t에 해당합니다 서울을 날린다...그런건 잘 모르겟고 루머일 뿐입니다-_-;

미래를 가정하는것뿐이지 환경에 따라서 똑같은 질량의 핵폭탄도 파워가 각각 다르게 나타나기 때문입니다.

5.후폭풍 말그대로 사람들이 산소를 빼앗긴뒤 뼈와살갗이 으스러져 핵폭팔에 밀려나가

폭풍처럼 보이는 글쓰기도 역겹군요...

그런겁니다...-_-;

보너스로 태양은 수소를 핵융합해서 쓰고잇지만 수소가떨어지고 여러 융합물질이 떨어져 간다면 태양은 안간힘을 쓰고 융합해보나마나 에너지 하나없는 철까지 융합하듯이 핵폭탄도 땅속에 미세한 우라늄 코발트 플루투늄 세슘 텅스텐 별에별걸 다 터뜨려 핵폭팔후 하늘에선 우라늄의비가 쏟아질 것입니다.

읽어주셔서 감사합니다.

.

2005.09.22.

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