오펜하이머-필립스 과정
Oppenheimer–Phillips process오펜하이머-필립스 과정 또는 스트립 반응은 중수소 유도 핵 반응의 한 종류입니다. 이 과정에서 에너지가 있는 중수소의 중성자 절반(양성자 하나와 중성자 하나를 가진 수소의 안정 동위원소)이 표적 핵과 융합하여 양성자를 방출하는 동안 표적을 더 무거운 동위원소로 전달합니다. 탄소-12를 탄소-13으로 핵 변환하는 것이 그 예입니다.
이 프로세스는 중수소와 표적 핵 사이의 쿨롱 장벽의 단순한 계산에서 예상되는 것보다 낮은 에너지에서 핵 상호작용이 일어날 수 있도록 합니다. 중수소가 양전하를 띤 표적 핵에 접근하면서 '양성자 끝'이 표적에서 멀어지고 '중성자 끝'이 표적을 향하는 전하 분극을 경험하기 때문입니다. 핵융합은 중성자와 표적 핵의 결합 에너지가 중수소 자체의 결합 에너지를 초과할 때 진행됩니다. 그리고 나서 이전에 중수소에 있던 양성자는 새롭고 더 무거운 핵에서 격퇴됩니다.[1]
역사
1935년 로버트 오펜하이머(J. Robert Oppenheimer)와 멜바 필립스(Melba Phillips)가 버클리 사이클로트론(Berkeley cyclotron)을 이용한 실험을 통해 일부 원소가 중수소 폭격 하에서 방사성을 띠는 것으로 나타난 것을 고려하여 이 효과에 대한 설명을 발표했습니다.[2]
메카니즘
O-P 과정에서 중수소의 양전하는 공간적으로 편극되며, 중수소의 밀도 분포의 한쪽 끝, 명목상으로는 "양성자 끝"에 우선적으로 모입니다. 중수소가 표적 핵에 접근할 때, 양전하는 정전기장에 의해 반발되는데, 입사 에너지가 장벽을 넘을 수 있을 정도로 충분하지 않다고 가정할 때, "양성자 끝"이 쿨롱 장벽을 최대한 올라간 최소 거리에 접근할 때까지입니다. 아주 짧은 거리에서만 작동하는 강한 핵력이 "양성자 끝"의 반발 정전력을 초과할 정도로 "중성자 끝"이 가까우면 중성자와 표적 핵의 융합이 시작될 수 있습니다. 반응은 다음과 같이 진행됩니다.
O-P 과정에서 중성자가 표적 핵과 융합함에 따라, 중수소 결합력은 "양성자 끝"을 벌거벗은 양성자가 스스로 접근할 수 있었던 것보다 더 가까이 끌어당겨 양전하의 퍼텐셜 에너지를 증가시킵니다. 중성자가 포획되면 복합체에서 양성자가 벗겨져 방출됩니다. 이 지점의 양성자는 동일한 입사 에너지를 가진 고립된 양성자가 가질 수 있는 것보다 표적 핵에 더 가까이 접근했기 때문에 중수소의 입사 운동 에너지보다 더 많은 것을 운반할 수 있습니다. 이때 변환된 핵은 음의 운동에너지를 가진 중성자와 융합한 것처럼 에너지 상태로 남게 됩니다. 딸핵의 바닥 상태에 따라 양성자가 얼마나 많은 에너지로 방출될 수 있는지에 대한 상한이 있습니다.[1][3]
메모들
참고문헌
- J. Robert Oppenheimer (1995). Alice Kimball Smith, Charles Weiner (ed.). Robert Oppenheimer: Letters and Recollections (reimpressed, illustrated ed.). Stanford University Press. ISBN 9780804726207.
- Gerhart Friedlander (1949). Introduction to Radiochemistry. John Wiley And Sons. ISBN 9781443723091.
- M. Blatt, John; Victor F. Weisskopf (1991). Theoretical Nuclear Physics (illustrated ed.). Courier Dover Publications. pp. 505–516. ISBN 9780486668277.
