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1[변리사 1차] 21년 1회차

다음의 핵융합 반응식에서 x에 해당하는 것은? (단, n은 중성자이다.)

2H+xH→4He+n+17.6 MeV{}^{2}\mathrm{H}+{}^{x}\mathrm{H}\rightarrow{}^{4}\mathrm{He}+\mathrm{n}+17.6\ \mathrm{MeV}

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해설

핵반응식 양변의 질량수 합이 보존되므로 2+x=4+12+x=4+1에서 x는 3이다.

반응식 2H+xH→4He+n+17.6 MeV{}^{2}\mathrm{H}+{}^{x}\mathrm{H}\rightarrow{}^{4}\mathrm{He}+\mathrm{n}+17.6\ \mathrm{MeV}는 중수소와 미지의 수소 동위원소가 융합해 헬륨-4와 중성자를 내놓는 반응이다.

질량수(왼쪽 위 첨자) 비교: 왼쪽 2+x2+x, 오른쪽 4+1=54+1=5
따라서 x=5−2=3x=5-2=3, 즉 삼중수소 3H{}^{3}\mathrm{H}가 들어가는 D–T 핵융합이다.

전하로도 검산된다. 양쪽 모두 수소이므로 왼쪽 양성자 수는 1+1=21+1=2, 오른쪽은 헬륨 2와 중성자 0으로 합이 2가 되어 원자 번호도 보존된다.

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