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사이클로트론 (The cyclotron)사이클로트론(cyclotron)은 초고속으로 입자를 가속시킬 수 있다.이것이 작동할 때 전기력과 자기력이 핵심적 역할을 한다.만들어진 고에너지 입자들은 원자핵을 때리는 데 사용되고 그 결과 핵반응을 일으킨다. 상당수의 병원에서 사이클로트론 시설을 이용해서 암을 치료하는 고에너지 입자 빔뿐만 아니라 진단과 치료를 위한 방사능 물질을 만들어 내고 있다.현재 전 세계에 37개의 양성자 치료 센터가 있다. 센터에서는 암에 대한 방사선 치료에 양성자를 고속으로 가속하는 사이클로트론이나 싱크로트론이라는 입자 가속기를 사용한다.양성자 치료가 이용되는 영역에는 전립선암, 망막아세포종(눈에 생기는 암), 두경부암, 안구흑생종양, 청신경종양 등이 있다.전하는 두 개의 텅 빈 금속 반..

질량 에너지 동등성 우리가 일상생활에서 쓰는 전기 에너지는 원자력으로 생산되기도 한다. 이러한 원자력을 사용한 발전 원리를 이해하기 위해서는 질량과 에너지에 관한 관점이 필요하다. 관측자와 물체 사이의 상대 속도가 0일 때 측정한 물체의 질량을 정지 질량이라고 한다. 관측자가 보았을 때 운동하는 물체의 질량이 정지 질량보다 큰 것은 물체를 움직이게 하는 에너지의 일부가 질량으로 변환되었기 때문이다. 반대로 질량도 에너지로 변환될 수 있으며, 물체가 정지 상태일 때에도 질량이 모두 에너지로 변환될 수 있다. 이처럼 질량과 에너지가 서로 변환 될 수 있는 것을 질량 에너지 동등성이라고 하며, 정지했을 때 질량 m인 물체가 가지는 에너지 E는 아래 식과 같다. E=mc² 이 에너지를 정지 에너지라고 한다. 핵..

핵분열 발전이란 핵자원을 이용하여 열과 전기를 생산하는 과정을 말한다. ²³⁵ U + ¹₀n → ¹⁴¹Ba + ⁹²Kr + 3x ¹₀n + E(에너지) U : 우라늄 (방사능을 가진 원소로 핵분열 반응에 사용되는) Ba : 바륨 (주로 X선을 발생시키는 방사선 치료와 이미징 기술에서 사용되는) Kr : 크립톤 (비활성 기체, 광원 및 화학 분석에서 사용, 감광 등의 기술에서 사용되는) ¹₀n : 중성자 상대적으로 느린 속력의 중성자가 우라늄 원자핵과 충동하면서 우라늄 원자핵이 분열된다. 핵분열의 결과로 얻어지는 다수의 중성자는 속력이 높아서 다른 우라늄 원자핵과 충돌할 때 핵분열을 일으키지 못하고 관통한다. 원자력 발전소에서는 감속재라는 재료를 사용해 중성자의 속력을 낮추어 원자핵 1개가 핵분열할 때 방..