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[일반화학]

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입자 가속기를 사용하면 초우라늄 원소를 합성할 수 있다. 원자번호 109번인 마이트너륨을 합성하기 위해 질량수 209인 원자번호 83번인 비스무트를 활용하고자 한다. 이 때 여기에서 단순 중성자 알파입자를 이용하기에 원자번호 차이가 너무 나기에, 다른 원소를 강하게 충돌시켜 마이트너륨을 합성시킬 예정이다.

이 원소랑 비스무트를 입자 가속기에서 강하게 충돌시켰을 때, 마이트너륨과 중성자가 튀어나왔음을 관측했고, 그 비율은 1:10이었다. 이 핵반응으로 올바른 것은?

\displaystyle {}^{209}{83}\mathrm{Bi}+{}^{p}{q}\mathrm{R}\rightarrow {}^{s}{109}\mathrm{Mt}+{}^{1}{0}\mathrm{n}

\displaystyle 83+q=109+0 에서 \displaystyle q=26 이고, 이에 해당하는 원소는 철이므로 \displaystyle R=\mathrm{Fe}이다.

또한 \displaystyle 209+p=s+1 에서 \displaystyle 208+p=s이고, 이에 해당하는 정답은 ①, ③번이다. 그러나 철의 질량수가 \displaystyle 77인 경우는 철의 원자번호 \displaystyle 26보다 두배에 훨씬 상회하는 값이기 때문에, 철처럼 낮은 원자번호에서 매우 불안정하다. 따라서 실험에서 쓸 수 있는 반응은 ①번이다.

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