쿨롱 장벽

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쿨롱 장벽은 물리학자 샤를 오귀스틴 드 쿨롱의 법칙에서 따온 것으로, 두 핵이 핵반응을 일으키기에 충분히 가까워지기 위해 극복해야 하는 정전기적 상호작용으로 인한 에너지 장벽이다.

잠재적 에너지 장벽

이 에너지 장벽은 정전 위치 에너지에 의해 제공됩니다.

$\displaystyle U_{\text{coul}=k{q_{1},q_{2}}\over r}={1 \over {4\pi \silon _{0}}{q_{1},q_{2}} \over r}$

어디에

k는 쿨롱 상수 = 8.9876×10⁹ N·m²·C이다⁻².

θ는₀ 자유 공간의 유전율이다.

q₁₂, q는 상호작용하는 입자의 전하이다.

r은 상호작용 반지름입니다.

U의 양의 값은 반발력에 의한 것이므로, 상호작용하는 입자는 가까워질수록 에너지 레벨이 높아집니다.음의 퍼텐셜 에너지는 (인력에 의한) 결합 상태를 나타냅니다.

쿨롱 장벽은 충돌하는 핵의 원자 번호(즉, 양성자 수)에 따라 증가한다.

${\displaystyle U_{\text{coul}}=httpk,Z_{1},Z_{2},e^{2}} \over r}$

여기서 e는 기본 전하, 1.60217653×10⁻¹⁹ C, Z는_i 대응하는 원자 번호입니다.

이 장벽을 극복하기 위해, 원자핵은 빠른 속도로 충돌해야 하기 때문에, 그들의 운동 에너지가 원자핵을 강한 상호작용이 일어나고 결합할 수 있을 만큼 가까이 가게 합니다.

기체의 운동 이론에 따르면, 기체의 온도는 그 기체 안에 있는 입자들의 평균 운동 에너지의 측정치일 뿐이다.고전적인 이상 기체의 경우, 기체 입자의 속도 분포는 맥스웰-볼츠만에 의해 주어진다.이 분포로부터 쿨롱 장벽을 넘을 수 있을 만큼 높은 속도를 가진 입자의 비율을 결정할 수 있다.

실제로 쿨롱 장벽을 극복하기 위해 필요한 온도는 가모프에 의해 확립된 양자 역학적 터널링으로 인해 예상보다 작았다.터널링을 통한 장벽 투과 및 속도 분배를 고려하면 가모우 창으로 알려진 융접이 발생할 수 있는 제한된 범위의 조건이 발생합니다.

쿨롱 장벽의 부재는 1932년 ^[1][2]제임스 채드윅에 의해 중성자의 발견을 가능하게 했다.

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