뉴트로늄

1. 개요[편집]

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Neutronium

뉴트로늄(Neutronium, Neutrium 혹은 Neutrite)은 순수한 중성자로 이루어진 물질을 일컫는다.

1926년 과학자 안드레아스 폰 안드로포프에 의해 처음 제창된 당시에는 양성자가 없이 순수 중성자로 이루어진 물질이라는 개념으로 쓰였다. 현대 천문학에서는 주로 중성자별의 축퇴물질을 일컫는다.

화학원소처럼 다뤄질 때, 뉴트로늄은 원자핵 자체가 곧 중성원자이자 원소이며, 전기적으로 중성이므로 전자와 전자기 상호작용을 하지 않는다.[1] 따라서 화학에서는 거의 다뤄지지 않으며, 천문학과 입자물리학의 일부 분야에서만 다뤄진다.

핵반응식에서 원자핵처럼 취급될 때에는 주로 [math(^A_0\mathrm{Nu})], 또는 원자번호를 생략하고 [math(^A\mathrm{Nu})]로 나타낸다. ([math(A)]는 질량수를 의미한다.) 양성자가 없기 때문에 원자번호는 항상 0이며, 질량수는 중성자의 수와 같다. [math(A=1)]일 때에는 [math(^1\mathrm{Nu}={}^1_0\mathrm{n}=\mathrm{n})], 즉 자유중성자(free neutron)를 나타낸다.

2022년 일본 이화학연구소의 중이온 가속기에서 뉴트로늄 원자가 관측되었다.# 이 뉴트로늄은 중성자가 4개인 [math(^4\mathrm{Nu})]이다.

2. SF에서의 뉴트로늄[편집]

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SF계 창작물에서 종종 등장하며, 극도로 압축된 초경도 물질 정도의 위상을 가지고 있다. 그러나 다음과 같은 특징 때문에 실제 뉴트로늄은 장갑재나 건축자재로 쓰기 어렵다.

• 뉴트로늄은 순수 중성자 물질로, 전자가 없기 때문에 뉴트로늄 덩어리는 전자기력이 아닌 핵자 간의 핵력으로 서로 붙어있다.
  • 핵반응 : 전자가 없어 다른 물질(공기 포함)과 접촉 시, 물질 표면에서 전자 간 전자기력을 통한 반발 없이 곧바로 핵반응이 일어난다.[2]
    일반적인 물질의 경우, 물질 표면의 전자끼리 서로 반발해 핵끼리 충돌하지 않고 거리를 유지한다.
  • 지나치게 높은 밀도 : 순수한 뉴트로늄의 이론적인 밀도는 원자핵 또는 중성자별보다도 높은 2.898×10¹⁴ g/cm³(약 300조 g/cm³) 정도로 추정된다.[3]
    전자기력으로 핵간 거리를 유지하는 일반 물질과 달리, 뉴트로늄을 구성하는 중성자는 가까운 거리에서 작용하는 핵력으로만 그 구조를 유지하기 때문이다.
    지구상에서 볼 수 있는 고체 물질의 밀도가 25 g/cm³을 넘지 못한다는 것을 생각하면 실로 엄청난 밀도다.