다음은 중수소(D) 원자핵과 삼중수소(T) 원자핵이 반응하여 헬륨 원자… | [변리사 1차] 25년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[변리사 1차] 25년 1회차

다음은 중수소(D) 원자핵과 삼중수소(T) 원자핵이 반응하여 헬륨 원자핵과 중성자를 생성하고 에너지를 방출하는 원자핵 반응식이다. 이 반응에서 핵자 1개당 방출하는 에너지는?
 ${}^{2}_{1}\mathrm{D} + {}^{3}_{1}\mathrm{T} \;\rightarrow\; {}^{4}_{2}\mathrm{He} + \mathrm{n} + 17.6\,\mathrm{MeV}$

3.52 MeV

4.40 MeV

5.87 MeV

8.80 MeV

17.6 MeV

해설

반응에 참여한 핵자 5개로 방출 에너지 17.6MeV를 나누면 핵자 1개당 3.52MeV이다.
반응식  ${}^{2}_{1}\mathrm{D} + {}^{3}_{1}\mathrm{T} \rightarrow {}^{4}_{2}\mathrm{He} + \mathrm{n} + 17.6\,\mathrm{MeV}$ 에서 중수소는 질량수 2, 삼중수소는 질량수 3이므로 관여한 핵자는 모두  $2+3=5$ 개다. 오른쪽도 헬륨 4에 중성자 1을 더해 5로 질량수가 보존된다.
 $\dfrac{17.6\,\mathrm{MeV}}{5} = 3.52\,\mathrm{MeV}$ 
17.6을 헬륨의 질량수 4나 반응 입자 수 2로 나누면 4.40MeV·8.80MeV가 나오지만, 이는 생성된 핵 하나만 세거나 핵자가 아닌 입자로 나눈 것이어서 '핵자 1개당'의 정의에 어긋난다.

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