우라늄 핵분열 현상의 첫 발견

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우라늄의 핵분열 현상 발견

 

  

우라늄과 같은 무거운 원소의 핵이 분열하여 2개 이상의 작은 핵으로 되면 에너지가 발생한다. 이러한 핵분열이 연쇄적으로 일어나도록 한 것이 원자폭탄이다.

 

핵분열과 관련된 핵물리학을 개척한 과학자는 여럿이다. 그 중에 독일의 화학자 오토 한(Otto Hahn 1879-1968), 오스트리아 태생으로 뒷날 스웨덴으로 망명한 유대계 여성 물리학자 리스 마이트너(Lise Meitner 1878-1968), 독일의 프리츠 스트라스만(Fritz Strassmann 1902-1980) 세 과학자는 우라늄 핵분열을 연구한 대표적인 개척자이다.

 

오토 한은 조수인 스트라스만과 함께 방사성물질을 연구하던 중, 1938년에 핵물리학 역사에서 놀라운 발견을 했다. 바륨에서 나오는 느리게 움직이는 중성자를 우라늄 핵에 충돌시키자 우라늄 핵이 깨어진 것이다. 그는 이 현상을 처음에는 잘 설명할 수 없었다. 오토 한은 이 사실을 그와 함께 오래도록 연구해온 마이터너에게 편지로 알렸다. 두 사람은 1917년부터 공동 연구자로서 새로운 원소 프로탁티늄(protactinium, 원소번호 91)을 발견하기도 했다.

 

 

며칠 뒤, 마이트너는 중성자를 흡수한 우라늄 핵이 바륨과 크립톤으로 쪼개진 것을 직접 실험하여 보여주었다. 동시에 그녀는 핵분열 과정에 발생한 에너지를 계산했다. 그녀의 조카인 오스트리아 계 영국 물리학자 오토 로베르트 프리취(Otto Robert Fritch 1904-1979)는 직접 같은 실험을 해보고(1939년), 이 현상이 마치 세포의 핵이 분열(fission)하는 것과 비슷하다 하여, '핵분열'(核分裂 nucleus fission)이라는 이름을 붙였다.

 

오토 한은 핵분열이 일어나는 화학적인 증거를 마이트너와 공동 명의(名義) 논문으로 발표했다. 이 연구 업적으로 오토 한은 1944년에 노벨 화학상을 받았다. 공동 연구자인 마이트너는 함께 수상하지 못하고, 1966년에 핵물리학자에게 수여되는 엔리코 페르미(Enrico Fermi 1901-1954) 상을 받았다. 그리고 1997년에 새로 발견된 원자번호 109번인 인공원소는 그녀의 영예를 기려 ‘마이트네륨’(Meitneirm, Mt)이라 부르게 되었다.

 

 

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