방사선을 내는 원자핵 (방사성 붕괴)
Radioactive decay (alpha, beta, gamma)
저절로 부서진 원자핵은 사라질까요, 아니면 다른 무엇이 될까요?
무슨 일이 일어났나
방사성 붕괴(radioactive decay)는 불안정한 원자핵이 스스로 방사선을 내고 다른 원자, 곧 붕괴 생성물로 바뀌는 일입니다(EPA).
알파 입자는 양성자 2 개와 중성자 2 개가 묶인 덩어리이고(DOE), 감마선은 무게 없는 에너지 덩이인 광자입니다(EPA). DOE 에 따르면 알려진 불안정 동위 원소의 97 % 에서 베타 붕괴가 관측되었습니다.
시뮬레이터에서 라돈-222 1000 개로 시작하면, 시계가 10⁶ 초(약 11.6 일)에 이를 때 라돈은 처음의 0.125 만 남고 가장 많은 핵종은 납-210 이 됩니다.
오래 머무는 납-210 을 지나 비스무트-210 · 폴로늄-210 을 거치면, 시계가 10¹⁰ 초(약 317 년)를 지날 때 모두 사슬 끝의 납-206 이 되어 있습니다.
이런 붕괴는 우리 둘레에서도 늘 일어나서, LBL 은 지구에 자연으로 있는 방사성 동위 원소를 약 50 가지로 적습니다.
💡 생활 속 예시
- 지하실이나 땅에 가까운 방에서 라돈을 재는 까닭은, 땅속 우라늄 사슬 한가운데에서 기체인 라돈-222 가 생겨 스며 나올 수 있기 때문입니다.
- 지구 속이 수십억 년이 지나도 식지 않은 데에는 붕괴열도 한몫합니다 — DOE 는 자연 방사능의 열이 없었다면 지구 중심핵이 수십억 년 전에 얼었을 것이라고 적습니다.
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누가 왜 찾았나
방사능은 1896 년 앙리 베크렐과 피에르 퀴리 · 마리 퀴리가 찾았고(DOE), 마리 퀴리는 이 새 현상을 «방사능(radioactivity)» 이라고 이름 지었습니다(APS). 그 뒤 러더퍼드는 이 방사선을 알파 · 베타 · 감마로 나누어 이름 붙였습니다(LBL).
확인된 값
- 방사능을 처음 밝힌 해 — 앙리 베크렐 · 피에르 퀴리 · 마리 퀴리
- 1896 출처
- 알파 입자 = 양성자 2 개와 중성자 2 개가 묶인 것
- 2 protons + 2 neutrons 출처
- 베타 붕괴가 관측된 불안정 동위 원소의 몫 — 가장 흔한 방사성 붕괴
- 97 % 출처
- 감마선 = 무게 없는 에너지 덩이(광자)
- photons 출처
- 알파 · 베타 · 감마라는 이름을 붙인 사람 — 러더퍼드
- Ernest Rutherford 출처
- «방사능(radioactivity)» 이라는 말을 지은 사람 — 마리 퀴리 (Marie Curie)
- Marie Curie 출처
- 지구에 자연으로 있는 방사성 동위 원소 수 (약)
- 50 개 출처
- 붕괴한 원자는 다른 원자(붕괴 생성물)로 바뀐다
- decay product 출처
- 자연 방사능의 열이 없었다면 지구 중심핵은 수십억 년 전에 얼었을 것 (DOE)
- radiogenic heat 출처
교육과정에서는
- 한국 2022 · 지구과학 · 지구의 역사와 한반도의 암석 [12지구02-01]
- 잉글랜드 · KS4 Physics: Atomic structure
- 일본 · 中学校 第1分野 (3) 電流とその利用
- 일본 · 高等学校 物理 (4) 原子
출처
- https://www.energy.gov/science/doe-explainsradioactivity(확인 2026-11-12)
- https://www.energy.gov/science/doe-explainsbeta-decay(확인 2026-11-12)
- https://www.epa.gov/radiation/radiation-basics(확인 2026-11-12)
- https://www2.lbl.gov/abc/wallchart/chapters/03/4.html(확인 2026-11-12)
- https://www.aps.org/apsnews/2008/02/becquerel-discovers-radioactivity(확인 2026-11-12)
- https://www2.lbl.gov/abc/wallchart/chapters/03/0.html(확인 2026-11-12)
- https://www.epa.gov/radiation/radioactive-decay(확인 2026-11-12)
- https://www.nobelprize.org/prizes/physics/1903/becquerel/facts/(확인 2026-11-12)
이어서 보기
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