리튬-6

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1. 개요

리튬-6은 삼중수소의 합성에 사용되는 원료로, 핵무기 및 핵융합로에서 활용된다. 리튬-6은 중성자와 반응하여 삼중수소와 헬륨-4를 생성하며, 생성된 삼중수소는 수소폭탄의 핵융합에 사용된다. 또한 핵융합로에서 중성자 흡수재로 사용되기도 한다. 과거에는 헬륨-3 합성에 사용하려는 시도가 있었으나, 반응 단면적이 작아 실용화되지 못했다.

리튬-6

리튬-6 정보

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이름	리튬-6
질량수	6
원소 기호	Li
중성자 수	3
양성자 수	3
자연 존재비	7.59(4)% (지구 존재비)
반감기	안정
질량	6.015122795(16)
스핀	1+
질량 과잉	1.4086793 × 10⁴
결합 에너지	5.332345 × 10³

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1. 개요
2. 이용
- 2.1. 삼중수소 생산
- 2.2. 핵융합로 활용

2. 이용

리튬-6은 삼중수소 생산과 핵융합로의 중성자 흡수재 등 다양한 분야에서 활용된다. 리튬-6은 중성자와의 핵반응을 통해 삼중수소를 생산하며, 이렇게 생산된 삼중수소는 수소폭탄의 핵융합에 사용된다. 그러나 삼중수소는 반감기가 짧아 리튬-6을 중수소화물 형태로 핵무기에 넣기도 한다. 리튬-6은 핵융합로에서 중성자 흡수재로도 사용되며, 헬륨-3 합성에 사용하려는 시도도 있었으나 반응 단면적이 작아 실용화되지는 못했다.

2.1. 삼중수소 생산

리튬-6은 중성자와 반응하여 삼중수소(³H)를 생성한다. 핵반응은 다음과 같다.

:⁶Li + ¹n → ⁴He + ³H

생성된 삼중수소는 수소폭탄에서 핵융합을 통해 더 큰 위력을 발휘하기 위해 사용된다. 그러나 삼중수소는 반감기가 약 12.32년으로 짧아, 리튬-6을 대량으로 분리하여 중수소화물(⁶Li²H)을 만든 뒤 핵무기에 넣기도 한다. 1954년 3월 11일 미국의 캐슬 브라보(Castle Bravo^영어) 실험이 이러한 방법을 이용한 것이다.

2.2. 핵융합로 활용

리튬-6은 핵융합로에서 중성자 흡수재로 사용되기도 한다. 헬륨-3 합성에 리튬-6을 사용하는 방법이 고려된 적이 있었지만, 반응 단면적이 작아 실용적이지 못했다.

:⁶Li + ¹p → ³He + α(=⁴He)