핵변환

Nuclear Transformation. 어떤 원소나 동위원소가 핵반응이나 방사 붕괴를 통하여 원래 원자핵과 다른 원자핵으로 변환되어 다른 원소나 동위원소로 바뀌는 것을 말한다.

최초의 핵변환 실험은 1919년 E. Rutherford에 의해 행해진 것으로 질소핵을 자연방사능인 알파입자로 조사시하여 산소핵으로 변환시킨 것이다.

¹⁴N + α → ¹⁷O + p

그후 많은 핵변환에 관한 실험이 이루어지고, 양성자, 중양성자, α입자, 중성자, 광양자 등이 충격 입자로 사용되고 있다. 최근에는 탄소나 질소와 같은 좀더 무거운 입자를 사용하여 초우라늄원소 제조에 이용되기도 한다.

발전용 원자로에서는 중성자와 핵연료간의 핵반응으로 생성되되는 초우라늄원소와 이들의 방사붕괴가 주요한 관심사이다. 특히 우라늄-238이 중성자를 포획하여 만들어지는 핵분열성 물질인 플루토늄-239는 재처리 회수하여 핵연료로 재사용할 수 있지만 핵무기로도 전용할 수 있어 국제적으로 매우 민감한 물질이다.

또한 사용후핵연료의 일부 초우라늄 원소들은 반감기가 매우 길기 때문에 이들의 방사능 준위가 천연 우라늄 수준까지 떨어지는데는 10만년 정도의 장구한 시간이 필요하다. 장수명 초우라늄원소들을 핵변환 또는 소각하여 사용후핵연료의 관리기간을 획기적으로 줄이는 다양한 연구가 진행 중이다.

이 자료의 최초 작성 및 등록 : 박 찬오(SNEPC) copark5379@snu.ac.kr