[2021년 3월 고1 모의고사 독서] (과학) 핵분열과 핵융합의 원리 및 핵융합 발전-해설, 변형 문제!!

 

※ 다음을 읽고 물음에 답하시오.

 

원자핵은 양성자나 중성자와 같은 핵자들의 결합으로 이루어져 있다. 원자핵을 구성하는 양성자와 중성자의 개수를 모두 더한 것을 질량수라고 하는데, 질량수가 큰 하나의 원자핵이 질량수가 작은 두 개의 원자핵으로 쪼개지는 것을 핵분열이라고 하고 질량수가 작은 두 개의 원자핵이 결합하여 질량수가 큰 하나의 원자핵이 되는 것을 핵융합이라고 한다.

핵분열이나 핵융합은 핵자당 결합 에너지로 설명할 수 있다. 원자핵의 질량은 그 원자핵을 구성하는 개별 핵자들의 질량을 모두 더한 것보다 작다. 이처럼 핵자들이 결합하여 원자핵이 되면서 질량이 줄어든 것을 질량 결손이라고 한다. ‘질량-에너지 등가 원리’에 따르면 질량과 에너지는 상호 간의 전환이 가능하고, 이때 에너지는 질량에 광속의 제곱을 곱한 값과 같다. 한편 핵자들의 결합에서 줄어든 질량은 에너지로 전환되는데, 이 에너지는 원자핵의 결합 에너지와 그 크기가 같다. 원자핵의 결합 에너지란 원자핵을 개별 핵자들로 분리할 때 가해야 하는 에너지이다. 원자핵의 결합 에너지를 질량수로 나눈 것을 핵자당 결합 에너지라고 하고 그 값은 원자핵의 종류에 따라 다르다.

 

(과학) Raymond A. Serway 외, ｢일반물리학｣

이 글은 핵분열과 핵융합의 원리를 설명하고 이를 활용한 발전에 대해 설명하고 있다. 핵분열은 질량수가 큰 하나의 원자핵이 질량수가 작은 두 개의 원자핵으로 쪼개지는 것이고, 핵융합은 질량수가 작은 두 개의 원자핵이 질량수가 큰 하나의 원자핵이 되는 것으로 핵자당 결합 에너지가 작은 상태에서 큰 상태가 되는 것이다. 핵분열과 핵융합의 과정에서 줄어든 질량은 에너지로 전환될 수 있음을 이야기하며 이 에너지를 핵분열 발전과 핵융합 발전에 활용한다고 설명하고 있다.

 

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2021년 3월 고1 모의고사 독서 출제 작품인

(과학) ‘핵분열과 핵융합의 원리 및 핵융합 발전’에 대한 해설과 대비 문제를

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